集地质、古生物、动物、植物标本收藏、研究、展示于一体的综合性自然科学博物馆，其前身始建于1907年。有各种标本20余万件，珍贵标本6千余件。馆藏特点是海洋生物标本、“热河生物群”化石标本、以及大连第四纪古生物化石标本，其中海兽标本20余种，其种类和数量在国内自然史博物馆中是最多的，其中重达66.7吨的北太平洋黑露脊鲸标本，在国内独一无二，在亚洲也属罕见。