国家自然博物馆是中国唯一的国家级、综合性自然博物馆，代表国家保护、研究、收藏、阐释和展示自然物以及人类社会发展过程中具有历史、科学和艺术价值的自然遗产。国家自然博物馆的前身可追溯至1951年4月的中央自然博物馆筹备处。1958年5月现址主体建筑落成，由时任中国科学院院长郭沫若题写馆名。1959年1月开馆，是新中国依靠自己的力量筹建的第一座大型自然历史博物馆。1962年1月定名为北京自然博物馆。2023年1月更名为国家自然博物馆。
国家自然博物馆位于北京中轴线南段东侧，毗邻世界文化遗产北京天坛。现有建筑面积23000余平方米，年接待观众达180万人次。
国家自然博物馆是首批国家一级博物馆，免费对社会开放。主要从事古生物、动物、植物和人类学等地球科学、生命科学领域的标本收藏、科学研究和科学普及工作。目前是中国自然科学博物馆学会自然历史博物馆专业委员会主任单位，为全国科普教育基地、全国青少年科技教育基地。
国家自然博物馆馆藏藏品40余万件，珍稀标本数量在国内自然博物馆居首位，如世界上出现最早的有胎盘哺乳动物中华侏罗兽化石、复原全身羽毛颜色的赫氏近鸟龙化石、唯一保存完整的“黄河象”化石等，还收藏有许多珍贵的国礼标本。
国家自然博物馆基本陈列以生物进化为主线，设有古爬行动物、古哺乳动物、无脊椎动物、神奇的非洲等常设展览，展示了生物多样性以及与环境的关系，构筑起一个地球上生命演化发展的全景图。每年还推出不同主题的临时展览和巡回展览。
国家自然博物馆主要面向古生物学、动物学、植物学、生态学、地质学、古人类学等基础学科开展野外科考、科研和博物馆学研究，在古生物研究领域取得多项重要成果，在国际学术期刊Nature和Science累计发表论文十余篇，荣获北京市科学技术奖一等奖等重要奖项十余项。与国内外相关科研院所、高校、博物馆等百余家机构建立合作关系；在国内野生动物保护区、化石产地建立数十个科研科普基地。承担国家863计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等科研项目百余项。
国家自然博物馆先后赴六大洲二十多个国家、地区举办巡回展览，与三十多个国家、地区的五十多个知名大学、博物馆合作开展科学研究工作，进行创新性科普项目交流。举办中关村论坛平行会议、中生代古哺乳动物国际研讨会等国际会议，彰显新时代我国自然博物馆事业发展的良好态势。
国家自然博物馆以展览、藏品、研究成果为基础设计教育规划及课程体系，向公众普及科学知识，倡导科学方法，弘扬科学精神，传播科学思想。开展科学、艺术、文化融合的教育活动，形成众多科普品牌，如博物馆之夜、实验乐翻天、小小研究生等。自主研发设计的集展览展项、球幕电影、动手实验、专家讲座于一体的流动科普平台已走进二百余所学校和社区，不断创新馆校合作方式和内容，服务学生和社区居民数十万人次。上世纪80年代创办科普期刊《大自然》杂志。近十年来编撰出版科普读物二百余册。
国家自然博物馆一直秉承普及科学知识、服务社会公众的办馆理念，始终在做好标本收藏、科学研究、陈列展览和科学普及的基础上，坚持开拓创新、锐意进取，展示中国特色自然资源，促进人与自然和谐共生，推进生态文明建设，为中国式现代化建设做出新的贡献。