现阶段，自然历史博物馆的庞大馆藏品中只有百分之二左右展示给公众，剩余的仍作为博物馆科学家的研究资源。不过，随着该博物馆正在着手进行的馆藏品数字化项目的完成，公众们有望看到那些一直深居幕后的馆藏品。

里面的陈列内容极为丰富，包括天文、矿物、人类、古生物和现代生物5个方面，有大量的化石、恐龙、禽鸟、印第安人和爱斯基摩人的复制模型。所藏宝石、软体动物和海洋生物标本尤为名贵。

馆藏有三千六百万余件，具有42个展厅，里面展出了长12米高5米的恐龙骨架、高94英尺的蓝鲸模型、563克拉蓝宝石"印度之星"、重31吨的世界最大陨石等。其外，在自然IMAX巨幕影院和天文馆内观览自然相关的影片和资料。此博物馆包括恐龙化石，展出各种动物、地理、人类、生物相关的展示品，尤其是，展现地球生物进化过程的展示品与实际生物难以区分。用真化石而组成的重龙（Barosaurus），1925年在美国南部海岸狩猎的重150吨蓝鲸的模型，和长19.5米的印第安海 战用独木舟，是在此博物馆非得看的展示品。该馆是进行野外探险、创造展示自然栖地及动植物生命的实景模型的开路先锋。所收藏的研究标本达3,000多万件，化石和昆虫的藏量是世界上最多的之一。所展示的化石恐龙和哺乳动物给人印象尤为深刻。该馆进行人类学、天文学、昆虫学、爬虫学、鱼类学、无脊椎动物、哺乳动物学、矿物学、鸟类学以及脊椎动物古生物学等的研究。美国自然历史博物馆拥有一座藏书485,000册的自然历史图书馆，还有照片、影片和手稿等藏品。它还为公众举办各种教育活动，出版月刊《自然史》。世界上最大的天文馆之一──海灯天文馆(Hayden Planetarium)是该博物馆的一部分；它还有一个藏书1万册的天文图书馆和一个直径23公尺(米)的太空剧场。

此博物馆包括恐龙化石，展出各种动物、地理、人类、生物相关的展示品，尤其是，展现地球生物进化过程的展示品与实际生物难以区分。用真化石而组成的重龙（Barosaurus），1925年在美国南部海岸狩猎的重150吨蓝鲸的模型，和长19.5米的印第安海战用独木舟，是在此博物馆非得看的展示品。该馆是进行野外探险、创造展示自然栖地及动植物生命的实景模型的开路先锋。

该馆所收藏的研究标本达3,000多万件，化石和昆虫的藏量是世界上最多的之一。所展示的化石恐龙和哺乳动物给人印象尤为深刻。该馆进行人类学、天文学、昆虫学、爬虫学、鱼类学、无脊椎动物、哺乳动物学、矿物学、鸟类学以及脊椎动物古生物学等的研究。美国自然历史博物馆拥有一座藏书485,000册的自然历史图书馆，还有照片、影片和手稿等藏品。它还为公众举办各种教育活动，出版月刊《自然史》。

美国自然历史博物馆目前拥有300万件的标本和文物。这些馆藏品是于不同时期通过多种渠道搜集而来。

据Raxworthy博士介绍，博物馆的一些早期收藏品为私人捐赠。之后，博物馆的国际科考队伍也为其带回不少的收藏品。还有一些则是从那些因种种原因而无法继续运营的小博物馆中购得。

现阶段，自然历史博物馆的庞大馆藏品中只有百分之二左右展示给公众，剩余的仍作为博物馆科学家的研究资源。不过，随着该博物馆正在着手进行的馆藏品数字化项目的完成，公众们有望看到那些一直深居幕后的馆藏品。

举办展览是博物馆向公众展示其馆藏品及其科学家的研究成果的最直接也最直观的方式。自然历史博物馆现有45个固定展馆，其中有15个是过去10年中新建起来的。

除了这些固定展馆外，该博物馆还不定期举办其他主题的展览，包括动物展、古文物展等。目前该博物馆正举办热带蝴蝶展，吸引了大量的市民与游客前往参观。

陈列范围主要包括天文学、矿物学、人类历史、古代动物和现代动物5个方面。有大量的化石、恐龙、禽鸟、印第安人和爱斯基摩人的复制模型。所藏宝石、软体动物和海洋生物标本尤为名贵。