中国古动物馆是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所创建的国内惟一一家以古生物化石为载体，系统普及古生物学、古生态学、古人类学及进化论知识的自然科学类专题博物馆，也是目前亚洲最大的古生物博物馆。馆内按照古动物的演化序列划分为两馆（古脊椎动物馆和树华古人类馆）五个展厅（古鱼类和古两栖动物展厅、古爬行动物和古鸟类展厅、古哺乳动物展厅、古人类与旧石器展厅及特展展厅）。依托研究所近百年收藏的20余万件标本，展出了从中精选的有代表性的藏品900余件。这里陈列着自5亿多年前的寒武纪至距今1万年前史前时代的地层中产出的各门类化石标本和旧石器标本及模型，包括无颌类、鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类、哺乳动物和古人类化石及旧石器等，全面展现了史前动物和古人类的自然遗存和遗迹，及其生命演化的宏伟历程。