陕西自然博物馆是1998年12月省委、省政府决定建设，1999年10月正式立项的省重点建设项目。馆址位于西安市长安南路88号，占地103亩，建筑总面积16107平方米，是省计划委员会批准立项，西北建筑设计院设计，省统建办负责组织实施。2003年10月17日第15次省长办公会决定，在项目定位、土地用途均不改变的前提下，划拨交由省投资集团公司运作完成，此后省投资集团公司追加投资，组织建设。于2008年1月5日对外开馆，并承担运营管理。
拥有一座自然博物馆是国际化大都市的标志和必要支持条件。由陕西能源集团有限公司（原省投资集团公司）分担政府职责，兴办科普教育公益事业，建设管理的陕西自然博物馆，通过开馆七年来的不断发展，默默地为西安这座城市承担起一份社会责任。
亿万年前的生物化石在此现身，2万余件标本在此安家。陕西自然博物馆通过近37亿年的标本与历史对话、与自然和科学对话，叙述人与自然的故事，为西安这座国际化大都市增添了不可缺少的品位和厚重的文化底蕴。展馆现设三馆一院：自然展馆有地质万象、古生物长廊、神奇秦岭、昆虫王国、生命之光展厅，陈列大熊猫、朱鹮等230余种珍稀动物标本，鱼龙、翼龙、马门溪龙、乌龟、蜻蜓等上亿年的古生物化石，还有珍贵的植物标本独叶草等；煤海之光展馆是省内唯一集中展示煤炭形成、勘探、采掘、利用、生态保护的展馆，由“自然馈赠”、“叩地探宝”、“采煤惠世”、“启明裕后”、“运用自然”五大部分组成；科技展馆一层科技环廊有机器人解魔方、飞行体验、3D打印机等54个高科技展项，二层有声光隧道，三层穹幕影院，四层低碳环保展及勇敢者通道；穹幕影院西北唯一，有175个座位、30度倾斜球形影幕，震撼壮观。馆区还设有“鸟语林”、大型古生物展示台、景观鱼池、仿真马门溪龙、霸王龙等室外场景，馆区绿地栽种100余种各类花卉植物。
2015年9月，由国际慈善家肯尼斯·尤金·贝林先生捐赠的非洲狮、大象、长颈鹿等136件世界珍稀野生动物标本也隆重对外展出。
陕西自然博物馆是孩子们的成长伙伴，青少年的启蒙老师，是广大青少年和游客学习自然发展史，亲近自然的乐园。年均游客参观量50万人次，已成为关爱自然环境、保护生态文明的省内外游客青睐的著名游览景点。