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年正式定名天津自然博物馆。

截止至2014年末，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、科普教育区四部分。馆藏生物标本40万件，其中一、二级珍品1282件，模式标本1452件。

在展馆的设计中，其“方”由9个基本展厅组成。依照布展的功能要求，设计将中心展厅置于建筑的主导位置，而顺应地形布置的圆弧序厅将观众自然引至中心展厅，直径32m的圆形中心展厅主要展示恐龙、黄河象等大型动物化石标本。

展馆的中心展厅采用乳白色金属壳体与玻璃半球体的吻接造型，构成“海贝含珠”的建筑外观，寓意人类面向自然、回归自然，返璞归真的创作理念，同时体现了现代建筑技术的发展水平。玻璃球厅下部的台基采用30m长，3m高的花岗岩浮雕墙，与晶亮的玻璃半球体形成主题鲜明的虚实对比，将造型与中心展厅的功能有机地结合于一体，具有强烈的雕塑感与标志性。