Alene bygningsværket er hele turen værd. Det italienske renæssance design stod færdig i 1880. Det ligner lige så meget en katedral i gotisk stil som et museum. Udvendigt er bygningen smykket med udskæringer, som afspejler indholdet inde i museet.
Indvendigt fremvises objekter helt tilbage fra 1750 men også mange nutidige ting. Den originale udstilling udsprang af testamentet efter Dr. Sloane, som var Dronning Annes læge. Den bestod af bøger, tørrede planter, udstoppede dyr, menneskeskeletter og meget andet. Den blev overført fra sin oprindelige placering i Montague House, hvor den havde haft til huse i mere end 100 år. Udstillingen, som oprindeligt var en del af British Museum, voksede og krævede til sidst sin helt egen bygning.
I takt med at opdagelsesrejsende og naturforskere bragte arter med hjem fra deres rejser, måtte museet udvide i det 19. århundrede og indeholdt på det tidspunkt den største samling af dinosaurer i Verden. Diplodocus-skelettet, som blev rejst for mange år siden, er den dag i dag et af udstillingens mest markante symboler i Waterhouse Way.
I dag er udstillingen sågar blevet animeret, idet flere af reptilerne vises i animationsfilm. T-Rex viser sit glubske tandsæt i bevægelse, mens velocipratorer kæmper mod oviraptorer. Besøgende kan få en god fornemmelse af, hvordan dinosaurerne lød, så ud og bevægede sig.
Ud af de flere millioner arter er nogle af de ældste dog stadig de mest spektakulære. Mineraludstillingen indeholder en række kvarts, ædelstene og andre stene, som blænder øjet og hjernen. Alene variationen vil få både børn og vokse til at spærre øjnene op.
Men udstillingen byder på meget mere action end bare sten. Der er en flydende blæksprutte (konserveret fra en levende art som blev fanget på Falklandsøerne), som er 8 meter lang og stadig ser meget livagtig ud. Der er også vulkaner i udbrud i lille skala og simulerede jordskælv, som giver en god fornemmelse af, hvor dynamisk Jorden er.
Besøgende kan også få et godt indblik i såvel dyr som mennesket. Der udstilles rigtig mange skeletter. Oplev også Human Biology Gallery som giver besøgende mulighed for at gå igennem et kammer, der simulerer en fødsel. Se også resterne af en 25 meter lang blåhval, som er hængt op i en af afdelingerne.
Det nye Darwin Centre fremviser 22 millioner eksemplarer, hvoraf mange blev indsamlet af den berømte naturforsker under hans rejser. Der er blandt andet en frø fra Seychellerne og en komodovaran. Lige i nærheden kan man opleve Creepy Crawlies Gallery. Blandt krybene i denne afdeling er en gigantisk skorpion, som kan sætte en skræk i livet på både børn og voksne.
Flere af udstillingerne giver mulighed for direkte berøring med objekterne og mulighed for at få en snak med de forskere, som studerer dem.
Natural History Museum er let tilgængelig via undergrundsbanen (the tube). Stå af ved South Kensington.