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天津自然博物馆新馆位于天津文化中心、原天津博物馆内，是中国第一个主题单元化、全景式展示的自然探索、科学体验、科学教育的自然史博物馆。
天津自然博物馆的前身是北疆博物院，于1914年由法国传教士桑志华创办，1927年对外开放。1952年改建为天津市人民科学馆，1957年正式定名为天津自然博物馆。
2014年天津自然博物馆搬入天津文化中心（原天津博物馆）内，并于1月25日向公众开放，天津自然博物馆占地面积为5万平方米，总建筑面积为3.5万平方米，展示面积为1.4万平方米，包括常设陈列区、临展区、体验娱乐区、科普教育区这4部分。现有馆藏动、植物标本及古生物、古人类化石约40万件，包括一、二级珍品1282件，模式标本1452件。
天津自然博物馆新馆以“家园”为总主题，从户外“家园·足迹”到首层“家园·探索”，从二层“家园·生命”到三层“家园·生态”，讲述一个从远古到当代、从世界到天津的“家园”故事。2018年10月11日，天津自然博物馆入选“全国中小学生研学实践教育基地”名单。2020年12月，入选第七批国家生态环境科普基地名单。2022年1月30日，入选2021—2025年全国科普教育基地第一批拟认定公示名单。
二层展示区的面积为5700平方米，由“远古家园”和“现代家园”两部分内容组成，采用古今结合的主题单元展示方式，展出古生物化石、岩矿及动植物标本近万件。
依托新的地球观和最新科学研究成果，展示地球家园38亿年来生命世界由无机到有机、由单细胞到多细胞、由简单到复杂、由低等到高等的发生、发展，以及波澜壮阔、跌宕起伏的演化历程。
“家园·生态”展示区的面积为3400平方米，以美国著名慈善家、天津市荣誉市民肯尼斯·贝林先生历年捐赠的200多件珍稀世界野生动物标本为基础，同时增加馆藏部分珍稀野生动物标本，如大熊猫、金丝猴等，共同展示世界各大洲的典型动物群。
“家园·生态”展示区在设计理念上突出生态系统，在形式上以大景观、大手笔来体现，展示生态系统的多样性。每一大洲动物群由若干景观组成，每个景观用不同的场景来展示，每个场景又用动物生活中的一个典型故事来表现。利用人工造景及背景画，结合各种现代化的展示手段，准确、科学地将世界上最具代表性的野生动物及其生态环境再现于观众面前，生动地展示动物生活的真实场景。展览内容丰富，表现形式多样，既有展板，又有多媒体，同时有互动设置，提高了观众的探索欲望，以期达到贝林先生的捐赠目的—让没有机会到这些地方的孩子们，通过参观我们的展览有身临其境的感觉。
由法国、中国、美国、加拿大、阿根廷、比利时等国家联合举办的“最后的巨人”大型恐龙展于2010年4月在法国国家自然历史博物馆举行盛大的开幕式。
天津自然博物馆作为国内，也是亚洲唯一的博物馆参加此次国际性恐龙大展，精挑细选了满洲龙、棘鼻青岛龙、原角龙及两组恐龙蛋共5件珍贵的化石标本来参加此次国际性的“恐龙盛会”。
2007年，天津自然博物馆与重庆自然博物馆联合在荷兰举办“中国恐龙暨古动物展”。中国是世界上发现恐龙化石最多的国家之一，在国际上占有重要的地位。四川的蜀龙动物群、马门溪龙动物群，云南的禄丰龙动物群，辽西的热河动物群及内蒙古、甘肃、山东、黑龙江等地出土的恐龙动物群均闻名于世。其他如鳄类、龟鳖类、水生爬行类和翼龙类等古爬行动物化石则更为丰富，产地遍及全国。
中国新生代地层里的古哺乳动物化石，其数量之丰富，门类之齐全，在世界上尤为罕见。中国北方地区的三趾马动物群，猛犸象—披毛犀动物群，以及南方地区的大熊猫—剑齿象动物群是中国新生代古哺乳动物群中的典型代表。
“中国恐龙暨古动物展”于2003年在韩国盛大开幕。展览由天津自然博物馆与自贡恐龙博物馆联手在韩国首尔国际会展中心共同举办。该展览精心筛选了126件馆藏精品，包括恐龙骨架标本61具（件）、超大型恐龙化石骨架10余件，有体高8米的巨型山东龙、体长22米的合川马门溪龙，还有体长仅35厘米的胡氏贵州龙及珍贵的古哺乳动物标本。
门 票： 免费
开放时间： 9∶00—16∶00（15∶30停止发票），周一闭馆