上海自然博物馆目前位于延安东路260号，占地面积约为3,000平方米，建筑面积约为13,000平方米。上海自然博物馆是我国六大自然博物馆之一，标本收藏量近26万件，总量在全国的综合性自然博物馆中位居第二。目前，位于延安东路260号的上海自然博物馆，由于一些客观上的不利因素，导致近年来观众流量下降。其原因主要在于：（1）上海自然博物馆的展示基本上仍然是上世纪六、七十年代的水平，展示内容老套，形式单一，制作工艺也较为粗糙，与大量新建的文化设施相比，缺乏吸引公众的有效手段，因此难以很好实现寓教于乐的科普教育目的；（2）上海自然博物馆现有建筑的局限性较大，展厅面积较小，发展余地有限；基础设施简陋老化，缺乏必要的公共空间和相应的服务设施；消防隐患严重；无法为游客营造舒适、安全、便利的参观环境与条件；（3）上海自然博物馆的正门位于延安路高架的下方，且没有配套的停车场，参观者无法就近泊车，尤其是组织团体观众参观有较大的困难。值得一提的是，在这样的客观状况下，每年仍然有10多万人次的本地和外地观众慕名前来。因此，如果上海自然博物馆迁至新的场馆，扩大展厅面积，改善硬件配套设施，结合先进的展示技术与丰富的展示内容，必将成为上海市博物馆行业发展新的标志性项目，大大增强上海自然博物馆寓教于乐的科普教育功能与社会效益。
上海科技馆在建设和运营的过程中，始终致力于“自然·人·科技”这一主题的全面展现；力图尽可能充分的利用现有的自然史标本资源，充实自然史方面的科普内容；并采取了积极的措施，对上海自然博物馆加以改善和发展。对延安东路260号老馆，进行了部分硬件设备改造（如增设了部分分体空调），并对中小学生团体实行免费开放。但由于条件所限，还未能使上海自然博物馆这一珍贵科普资源得到充分的利用，大量标本依然没有条件与观众见面并发挥教育功能。在世纪大道2000号新馆，设立了藏品区，并对如何采用新的展示方法举办各类自然博物类展示进行了探索。目前，正在尝试以先进的技术手段展示贝林先生捐赠的世界珍贵野生动物标本，以使上海科技馆的自然史展示、教育功能得到有效的提升，目前拟将该展示放置在休闲大厅，然而永久动用这一场地展出动物标本并不合适。但是如果仅仅依靠延安东路260号的老展厅和世纪大道2000号的若干主题展区（如：生物万象、地壳探秘、地球家园）以及不定期推出的临展，并不能完全满足自然史展示发展的需求；完成二期展项建设后的上海科技馆，在空间上也已不再具备进一步丰富与拓宽自然史部分展示内容的余地。
上海自然博物馆选址在山海关路－南北高架－北京西路－石门二路围合的静安雕塑公园地块内，该地块由三个项目组成，即静安雕塑公园、上海自然博物馆以及50万伏大型地下变电站。上海自然博物馆位于该地块的西部，基地总面积为12,091.7平方米，其中包括934平方米静安雕塑公园内零星地块转让。基地西侧是育才中学和一部分保留的上海老式民宅，南侧为静安雕塑公园一期，东侧为地下变电站和静安雕塑公园二期，北侧为山海关路。上海自然博物馆基地面积12,091.7平方米，总建筑面积约44,000平方米。地上二层，面积控制在16,000平方米左右；地下二层，面积在28,000平方米左右（含地下停车库面积8,000平方米），各楼层均可局部设置夹层。根据《关于静安雕塑公园规划建设的协调意见》，调整原规划方案，在自然博物馆南侧0.4公顷土地的地下空间建设停车库及静安雕塑公园设备用房和公园管理用房。经测算，自然博物馆内部职工停车50辆，参观自然博物馆停车120辆，雕塑公园停车30辆，共计200辆；另外，考虑静安雕塑公园设备用房及管理用房，总建筑面积8000平方米（地下两层）。地下停车库由自然博物馆建设，地上绿化由静安区政府建设。
