深圳古生物博物馆位于植物园北部回归林下，占地面积2000多平方米，在馆外的露天广场上，是古老的化石森林区。博物馆主体是两层楼建筑，外观用水泥包裹营造假山造型，并在山体缝隙处巧妙地设置瀑布、溪流。在馆门口，一个白色仿恐龙骨架与整个博物馆相交接。整个博物馆分为恐龙、爬行动物、鸟类、植物、昆虫等近 10个展区，展出的藏品300多件。在一楼大厅正中，一块长15米，高3米的恐龙化石。在植物展示区，可目睹侏罗纪时代的地壳运动和火山岩.整个博物馆内部都是仿原始地形地貌，蜻蜓、蜥蜴等化石散落在四周。