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上海自然博物館新館分為起源之謎、生命長河、演化之道、大地探珍、繽紛生命、生態萬象、生存智慧、人地之源、上海故事、未來之路，共10個展區。
上海自然博物館新館以“自然與人與和諧”為主題，構建了“自然與演化”、“生命與環境”、“人類與文明”三大內容版塊，策劃了“演化的樂章”、“生命的畫卷”、“文明的史詩”三大展示主線。它陳列了來自七大洲的11000余件標本，其中珍稀物種標本近千件。
上海自然博物館新館的總建筑面積45086平方米，其中地上三層，高18米；地下三層，深15米。該建筑的整體靈感來源于鸚鵡螺的殼體形式，這個生物形式在地球上已持續存在幾百萬年，寓意著博物館人“管理自然遺產、守護地球家園”的神圣使命。
