台中國立自然科學博物館，是 國家十二項建設文化建設項下，科學博物館計畫中的第一座。從主管機關教育部著手規劃，到全館對外開放整整花了十五年時間，經費達五十餘億元 。對我國而言，如此規模的國家級自然科學博物館，可說是一個超過半世紀才實現的理想，由於又是首創，沒有成規可循，只有參借外國的資料，斟酌國內環境及條件，摸索前進。在一連串試誤與學習的織合籌備過程中，終於在民國八十二年全館落成對外開放。
本館展示結合科學精妙與藝術之美，分期完成各展示廳，傳達了整個地球演化之自然史觀念及生命故事。第一期為兼具娛樂價值及大眾教育功能的科學中心與太空劇場；第二期生命科學廳展示以自然史和自然現象為主題；第三期中國科學廳展示自成系統，旨在傳達中國的科學與文明，促進國人對本國科學的認識；第四期地球環境廳展示以闡釋環境能量與生態之相互關係為主旨，設計上則以博物館劇場教室的形式表規，生動有趣地深入各主題，以提高教育社會大眾的效果。迨民國八十八年植物公園開幕及開放參觀，使自然科學博物館建構更具本土化。全區建有一座熱帶雨林溫室及蒐羅756種臺灣原生種植栽，並將臺灣低海拔劃分八大生態區，增進國人認識、親近瞭解臺灣植物生態。
國立自然科學博物館是行政院於民國69年公布的國家12項建設文化建設計畫中三座科學博物館最先實現的一座。籌備處於民國70年成立，行政院聘國立中興大學理工學院院長漢寶德先生主持，確立本館建館目標有二：
展示與教育活動：闡明自然科學之原理與現象，啟發社會大眾對科學之關懷與興趣，協助各級學校達成其教育目標，進而為自然科學的長期發展建立基礎。
蒐藏與研究：收集全國代表性之自然物標本及其相關資料（包括人類學遺物），以供典藏、研究，並為展示及教育之用。
各項展示結合科學精妙與藝術之美，展示內容強調「人與自然」的觀念，分期完成各項建設工程：
第一期：科學中心與太空劇場，兼具娛樂價值及大眾教育功能，連同行政中心、戶外庭園，總經費達四億六千餘萬元，75年1月對外開放。
第二期：生命科學廳展示以自然史和自然現象為主題，委由英籍設計師葛登納（James Gardner）設計，英國Back and Polituer公司製作，總經費十一億三千萬元，民國77年8月對外開放。
第三期：中國科學廳展示旨在傳達中國的科學與文明，共6個展示單元，民國82年7月對外開放。
第四期：地球環境廳展示以闡釋環境能量與生態之相互關係為主旨，以博物館劇場教室的形式表規，有微觀世界、芸芸眾生、鳥瞰劇場、立體劇場及環境劇場等設施，82年7月對外開放。（第三、四期委託美、日、英等國著名而具專業績效之設計公司進行展示設計，經費三十三億元。）
全館開放後，近十年來，每年參觀人數近三百萬人。臺中市政府為促進地方繁榮，提升城市景觀，並借重本館之專業能力及教育理念，進而將五十四號公園預定地面積4.96公頃，委交本館規劃建設為植物園，全區建有一座熱帶雨林溫室及蒐羅700多種臺灣原生種植栽，並將臺灣低海拔劃分八大生態區，民國88年7月對外開放。
基於現址博物館的理念，保存921地震原址，紀錄地震史實，提供地震教育活教材，九二一地震教育園區第一期建設工程「車籠埔斷層保存館」及「影像館」，於93年9月21日開放營運，成為隸屬於本館的一個展館。續進行之第二期「毀壞教室保存暨園區整體景觀及公共設施工程」與第三期「重建成果展示廳、地震體驗區及防災未來中心施作統包工程」，預訂於95年底完成。
★ 入場時間（含植物園熱帶雨林溫室及特展室）
開放時間：上午9:00至下午5:00
售票時間：上午8:50至下午4:20
展示場截止入場時間：下午4:30
植物園戶外區免費開放至夜間10:00
每週三上午9:00至10:00免費入場，各劇場放映及售票時間在票亭公告。
每逢星期一、除夕、年初一固定休館（星期一為國定假日或補假日照常開放），其餘必要之停止開放另行公告。
★ 公告
植物園二至十月國定例假日「熱帶雨林溫室」及「特展室」延長開放一小時
熱帶雨林溫室電梯開放搭乘，帶您「鳥瞰」植物園美景。 [搭乘須知]（搭乘時間： 9:30、11:00、14:30、16:30）
交通方式
中山高速公路方向來車
中山高速公路南下或北上可在中港交流道下，順中港路至本館；或中清交流道下，經中清路、大雅路、健行路至本館。
▓中彰快速道路來車
由市政路閘口或西屯路口，轉河南路到中港路至本館。
▓省道彰化方向來車
由復興路轉忠明南路，再轉中港路至本館。
▓省道豐原方向來車
經潭子，由北屯路轉健行路至本館。
▓中投公路來車
中投公路下五權西路，經五權路到英才路，轉中港路至本館。
▓南投方向來車
由國光路、林森路、英才路轉中港路至本館。
▓由臺中火車站可搭下列公車至本館
臺中客運：27、35、70、71、88、103、106、146、147
仁友客運：22、38、45、72、125、777
統聯客運：77、83
巨業巴士、大甲行往沙鹿、大甲方向
詳細訊息請參考下列網站：
1. 台中客運
http://www.tcbus.com.tw/, 電話:0800-800126
2. 仁友客運
http://www.rybus.com.tw/
3. 統聯客運
http://www.ubus.com.tw/, 電話:04-22263034
▓停車
植物園、博館路三中停車場（限小客車）停車場：
自92.1.1起採計費停車，大客車每小時30元，小客車每小時20
