上海自然博物馆建筑的设计灵感来源于“螺”的壳体结构，盘旋而上的绿植屋面从公园内冉冉升起，静动有致的建筑宛如一只“绿螺”。建筑秉承“以人为本”的设计理念，融合“山水花园”的设计风格，采用“自然生态”的设计手法。中心景观区的160多种植物呈岛状分布，犹如“原始森林”一般，与五个大小不一的“水池”组成一座“山水花园”，继承了传统建筑文化。绿化屋面技术具有良好的隔热保温功能，年节电量可达24万千瓦。“绿螺”还采用节能围护结构、节能空调技术、太阳能综合利用、高大公共空间气流组织、自然光导光技术、雨水回收系统、生态节能集控管理平台等七大系统，与整个建筑共同构成达到国家绿色建筑评价标识星级标准的“绿色生态建筑”。

　　上海自然博物馆以“自然·人·和谐”为主题，通过“演化的乐章”、“生命的画卷”、“文明的史诗”三大主线，呈现了起源之谜、生命长河、演化之道、大地探珍、缤纷生命、生态万象、生存智慧、人地之缘、上海故事、未来之路等10个常设展区及临展厅、4D影院、探索中心等配套功能区域。展示陈列了来自七大洲的11000余件标本模型，其中珍稀物种标本近千件；近1500平方米的步入式复原场景，逼真再现生机勃勃的非洲大草原；“跨越时空的聚会”大型标本阵列，汇聚古今中外200余件动植物明星；“逃出白垩纪”等5个沉浸式剧场，再现演化史上的大事件；“自然之窗”等26组复原生态景箱，致敬自然博物馆的经典展陈；400个视觉媒体和1套网上博物馆系统，满足自媒体时代的公众需求；1500组科学绘画，直观地展现艺术与科学的结合；300平方米的活体养殖区，零距离触摸自然；1200平方米的“探索中心”，构筑观察发现、动手实验、对话探讨的乐园；“自然史诗”多媒体秀，打造集科技、人文于一体的艺术盛宴。