南京古生物標(biāo)本展覽館是我國從事古生物研究的專門機構(gòu)，被國際古生物學(xué)者譽為世界三大古生物研究中心之一。古生物標(biāo)本展覽館是該所向公眾開放的一個窗口，目前館內(nèi)收藏精美化石標(biāo)本近二十萬件。展覽館位于風(fēng)景秀麗的玄武湖畔。

展覽館分設(shè)兩個展廳，共展出動物和植物兩大生物界五十多個生物門類化石標(biāo)本1萬多件。其中無脊椎動物化石主要有三葉蟲、筆石、頭足類、珊瑚、腕足類、腹足類、雙殼類、葉肢介、苔幼蟲、層孔蟲、有孔蟲、放射蟲、介形蟲、牙形刺等；脊椎動物化石主要有恐龍、恐龍蛋、鳥類、魚類、野豬、犀牛等；植物化石除了原始的藻類植物之外，還有粗大的喬木和其它植物化石。這些化石，年齡最老的有八億多年，最年輕的也有幾十萬年。

第一展廳的標(biāo)本以不同地區(qū)、不同生物門類和不同研究領(lǐng)域分專題排列，展出的精美化石有三十多個生物化石門類的標(biāo)本，有來自"世界屋脊"的珊瑚、腕足類、雙殼類、腹足類、頭足類，有被稱為"二十世紀(jì)最驚人發(fā)現(xiàn)之一"的澄江生物化石群的標(biāo)本，有來自南極的化石和巖石標(biāo)本。通過這些化石標(biāo)本的觀察，對認(rèn)識青藏高原由大洋到"世界屋脊"的演變，加深寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的理解以及板塊活動等都有很大幫助。

第二展廳的標(biāo)本按生物出現(xiàn)的先后順序排列，展出震旦紀(jì)（距今8億多年）至第四紀(jì)各地質(zhì)時代中的主要生物門類化石約五千多件，這些化石種類繁多，形態(tài)各異。化石中有原始的單細(xì)胞生物，也有高等生物化石，有身體巨大的恐龍，也有微米、毫米大小的介形蟲、有孔蟲等微體化石標(biāo)本。該展廳科普性強，充分展示了地球早期生命從低等到高等的演化過程。

展覽館中還保存有中華鳥龍（帶毛的恐龍）、翼龍和孔子鳥等世界上極為罕見的化石珍品。這些化石標(biāo)本除有重要的科學(xué)意義外，也具有較強的觀賞性。