恐龙化石陈列的建成，使这些恐龙化石得到整理、陈列，为古生物学家提 供了一个进行科学考察的基地，为好奇的旅游者提供了一个个新鲜而有 吸引力的景点。在博物大宽敞的装架大厅里，大大小小十多具恐龙的骨 架站立在那里，景象甚为壮观，这也是世界之最。这里面既有长达20米 的草食性长颈晰脚龙，也有身躯短小，长仅1.4米的鸟脚龙，还有目前 世界上发现时代最早、保持完整的剑龙。
此外，在发掘现场还发现不少鱼类、鸟类、两栖动物、爬行动物及 哺乳动物的化石。这些化石也都经过整理，陈列在博物馆内。 重庆自然博物馆是国内仅有的7所综合性自然博物馆之一，也是西部唯一的综合性自然博物馆，是国家一处自然标本收藏保护、科学研究中心和青少年科普教育基地。
重大建筑设计研究院提交的2号方案、中南建筑设计院提交的6号方案、四川西南标办建筑设计院提交的12号方案被选为推荐方案。
市规划局介绍，2号方案的设计构思为“根包石”。设计单位介绍，黄葛树的根遍布巴渝大地，树根盘绕于顽石的夹缝间，深深扎根于巴渝的岩石之中。按照这一构思，新馆通过由主馆伸展出的“根茎”把户外各园区联系起来，使各园区与主馆在场地中成为一个有机的整体。
6号方案的设计构思为“贝壳”。是根据恐龙化石脊椎骨和肋骨的结构和形态，模拟设计构成。
12号方案的设计构思为“风云”。设计单位称，以展示富有动感的风云空间形态为构思基础，设计采用了逐步升高的旋转形体，与周围的山川地形浑然一体。
新馆有新内容 按照建设构想，重庆自然博物馆新馆将分为馆、园两部分。馆的功能是科研、收藏和展示，目标是建成为国家区域中心级自然博物馆；园的功能是游览、休闲和娱乐，目标是建成为内涵丰富、特色突出、对公众具有吸引力的自然（科学）主题公园。
其中，主展馆内设序厅——“人与自然奏鸣曲”，大体陈列地球奥秘、生命激流、恐龙世界、生物万象、智慧之光等主题内容。标本楼涵盖收藏、科研、标本修复及信息资讯等功能，标本库房按储藏20万件标本设计。
博物馆中陈列着许多远古恐龙化石