是中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所創(chuàng)建的國內(nèi)唯一以動物化石為載體系統(tǒng)普及地學(xué)、古生物學(xué)和進化知識的博物館。中心部分“化石展廳”展出化石精品600余件，都是從五十多年來我國從事古脊椎動物學(xué)與古人類學(xué)的四代科學(xué)家采集的20余萬件標本中精選出來的。

中國古動物館的展廳分為三層：第一層為古魚類和古兩棲動物，第二層為古爬行動物和古鳥類，第三層為古哺乳動物。在一、二層相通的天井中安置著若干具恐龍骨骼的化石，使整個展廳顯得內(nèi)容豐富而不擁擠。中國古動物館是目前亞洲最大的古動物博物館，在全世界也是比較大的古動物博物館之一。