三亚自然博物馆坐落于我国唯一的热带滨海旅游城市三亚5A级旅游区——南山大小洞天风景区内，博物馆的建筑面积2400平方米，是由北京自然博物馆承接设计，展馆内的设计风格和施工达到国际一流标准。 馆藏品包括被美国前总统克林顿称为“二十世纪最惊人的发现”的辽西热河古生物化石；贵州关岭、河南西峡、山东山旺动物群，宁夏同心生物群、内蒙、甘肃等全国各地古生物化石及海南当地独有的动、植物珍贵标本；被誉为“东方神木”的价值连城的海南阴沉木；石中精品之五指山黄蜡石等共两千余件。其我国宝级精品达800余件，更有部分藏品在国际上称得上是孤品，在国内外同行业中堪称翘楚。三亚自然博物馆中众多的化石具有唯一性，除已标明的用于对比真假化石的化石外全部是真品，无一假品，并承诺如发现假化石奖励10万元，这是我国博物馆中第一个公开提出“决无赝品”的博物馆。这一切使它成为我国最有特色和最有分量的博物馆之一。