Das Naturkundemuseen, das zu den großen in Deutschland gehört, zeigt die heutige Vielfalt des Lebens sowie die Entwicklung der Lebewesen und die Verwandlung unserer Erde über Jahrmillionen hinweg. Hinter dem Museum steht das Forschungsnetzwerk der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, das neue Forschungsergebnisse aus allen Bereichen der Biologie, Paläontologie und Geologie im Museum vorstellt.

Zu den Hauptattraktionen der Ausstellung zählen die zahlreichen Dinosaurierarten. Zum Beispiel ist hier das einzige in Europa vorhandene originale Skelett einer Donnerechse (Diplodocus) zu sehen. Zu den wertvollsten Objekten gehört auch die versteinerte Mumie des Schnabeldrachens (Edmontosaurus). Zudem sind die einst im Wasser beheimateten Ichthyosaurier und Plesiosaurier im Museum vertreten.

Die modern gestalteten Themenräume „Tiefsee“ und „Meeresforschung“ machen die Lebenswelten unter Wasser mit allen Sinnen erfahrbar. Die faszinierende Inszenierung eines indonesischen Korallenriffs veranschaulicht die für diesen Lebensraum typische Vielfalt leuchtend bunter Organismen. Weitere Ausstellungsbereiche widmen sich den Insekten, Säugetieren und Vögeln. Eine riesige Wandvitrine mit etwa 1.000 biologischen und geologischen Objekten lässt die Gäste mehr über das „System Erde“ und die sogenannte Geobiodiversitätsforschung erfahren. Der Aufbau und die Entstehung der Erde und des Lebens bis hin zur Entwicklung der Menschheit bildet einen wichtigen Themenschwerpunkt. Hier wird zum Beispiel an Alfred Wegeners Kontinentalverschiebungs-Theorie erinnert, die dieser 1912 im Museum vorstellte. Weiterhin sind die weltberühmten Fossilien der Grube Messel – vor 48 Millionen Jahren ein See in tropischer Umgebung – zu besichtigen.

In dem neuen Mitmachbereich „Aha?! Forschungswerkstatt“ können kleine und große Gäste faszinierende Objekte aus der Natur untersuchen, bei echten Forschungsprojekten mithelfen und sich mit Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen unterhalten.