原馆始建于1910年，新馆位于大连星海公园西侧的黑石礁海滨，陈列以自然与人为主题，以海洋生物为重点，展示生物物种和生态环境的多样性，揭示自然界发生、发展及其演变的客观规律。设有恐龙厅、海洋生物厅、软骨鱼展厅、硬骨鱼展厅、小型海洋哺乳动物展厅和大型鲸鱼展厅。