上海自然历史博物馆新馆坐落在靠近浦东金融区的静安雕塑公园内，总建筑面积约45086平方米，其中，地上三层高18米，地下三层深15米。其建筑外形整体盘旋而下，据建筑师介绍，这种设计的灵感来源于一种古老而经典的生物形式——鹦鹉螺。从整体上看，新馆就像一个螺旋上升的绿色屋面，而博物馆的功能区便置身于这一绿色长带下。

馆内陈设丰富，包含了各种展览区，有常设展区、户外园林、中庭、四维影院等等。从整个博物馆的设计理念不难看出，它在追求艺术的过程中不乏现代科技，在与国际接轨的同时也不忘与传统文化结合。比如，中庭的设计灵感就来源于苏州的水景园；而在博物馆四周环绕的蜂巢状玻璃墙，其灵感则来源于植物蜂窝状的细胞结构。这种设计一方面渗透着与大自然和谐共处的理念，另一方面也使室内能够享受充沛的阳光。此外，新馆还不乏许多前瞻性的技术运用，比如绿色气候和供水系统（中庭的水池就有给建筑降温的作用）。