展厅以地质年代为轴，通过展览叠层石、三叶虫、鹦鹉螺、菊石、鱼龙等1158件化石标本，讲述了46亿年以来地球、海洋和生命的演化故事。

展厅展示了本底海洋、生命海洋、海洋环境与可持续发展3大部分知识，整个展厅5000余件精美标本令人赞叹，有长达9. 4米的鲸鲨标本，极其罕见的怀孕双髻鲨塑化标本，海底滑翔机蝠鲼、大王乌贼以及300余种五彩斑斓的鱼类、100多种海生鸟类、品类较全的一套中国海域无脊椎动物标本

展厅通过展览鱼龙、翼龙化石及霸王龙化石模型揭示海洋是生命的摇篮这一主题。

共包含序厅、达尔文的环球考察、探秘大洋洲、冰冻荒原、非洲之旅、深入新大陆、奇境欧亚7个板块。展厅展现了随着大航海时代的兴起，世界从分散走向整体。勇敢的探险家克服了种种困难让地球的全貌逐渐展现在世人面前。

“海上丝绸”是临时展2020年8月28日截止

展览通过“在海的那一边”、“来自海上”、“世界的改变”、“逐梦天涯”、“大海在中国在”五个部分，以讲述主题故事的方式，为观众叙述作为海上丝绸之路基本要素的航线、船舶与港口；逐一展示通过海上丝绸之路交易的丝绸、瓷器、茶叶、工艺品、香料、珠宝，引入中国的珍禽异兽及丝路流通的货币；让观众了解海上丝绸之路在衣着、饮食、建筑及绘画装饰风格、音乐、科技等方面给世界带来的改变；感受行走在海丝路上的各色人等逐梦天涯的智慧与勇气。