云南素有“动物王国”的美誉，尽管土地面积仅占中国的4%，却拥有中国50%左右的昆虫种类、42%的淡水鱼、40%的两栖类、40%的爬行类、64%的鸟类和50%的兽类。云南得天独厚的区域优势和多类型的生态环境造就了极其丰富的野生动物资源，历来为中外科学家所瞩目。昆明动物研究所基于五十多年的科研积累，于1998年9月正式展出的“动物王国”展览，引起了社会极好反响，收到了很好的社会效益，为立项昆明动物博物馆奠定了基础。动物研究所还培养了一批专业的科研、科普人员。
昆明动物博物馆拥有我国西南地区规模最大、收藏量最为丰富的动物标本馆和国内最丰富的对外展出动物标本的陈列大厅，是中国科学院昆明动物研究所几代科学家在50多年时间里采集到的各种标本的结晶和心血，为昆明动物博物馆的建立奠定了坚实的基础。
动物博物馆标本馆与研究所同期建于1959年初，历经几代科学工作者的艰苦努力，保存有大量云南及西南地区的动物标本，是博物馆的基础和重要组成部分。标本馆贮藏面积2111.12平方米。储藏区包括兽类库、鸟类库、两栖爬行库、鱼类库和昆虫库，标本保存方式有：浸泡、干壳、剥制、冷藏等。标本馆现馆藏各类动物标本97万余号，其中模式标本超500种/亚种5,161号，涵盖了云南“动物王国”和邻近省区几乎所有生态类型的动物标本，具有浓郁的地域特色。馆藏标本中不乏如金丝猴、懒猴、大熊猫、黑颈鹤、胡兀鹫、白尾梢虹雉、海龟、凹甲陆龟、中华鲟、金斑喙凤蝶等珍稀种类，凸显了我馆在收集世界生物多样性热点区域的我国西南地区丰富的生物多样性标本的优势和特色。馆藏标本也有不少采自其他地区。立足西南、覆盖全国、面向东南亚是我馆收藏标本的定位。
昆明动物博物馆展示馆是中国科学院和云南省人民政府合作共建项目，筹建于2000年，并于2006年11月正式对公众开放。展示馆大楼建筑面积7350平方米，展出和公共服务面积约6000平方米。目前展示馆展出各类动物标本两万余号，包括国家一二级重点保护动物90余种，还有许多珍稀种、濒危种、观赏种、药用种、资源种及食用种类等，这些陈列标本旨在充分展现了云南“动物王国”的风采和中国南方动物的概貌。其中包括动物的姿态标本、骨骼标本、皮张标本、玻片标本、铸型标本和生境生态等；按照动物的进化、栖息和分布规律，集中反映这些动物的形态、性格、特点、生活、环境、分布等状态，体现物种和生态的多样性、动物与环境的统一以及人与自然的和谐。再辅以图片、文字和多媒体触摸屏、幻象仪、手势仪、声光电等现代化的展示手段，实现博物馆展览的科学性、知识性与趣味性，是一座馆藏极其丰富，面向国内外公开开放，以科研带动科普、以科普反映科研、是云南乃至西南地区最具规模和特色的动物专题博物馆。
昆明动物博物馆还是全国和云南省科普教育的重要基地，并成为展示云南“动物王国”的重要窗口。