概況
新疆西瓜碧璽館藏展品主要以礦物標本和古生物化石為主。9個礦物標本展廳內，收藏有世界各地的珍奇標本上萬件。2006年被歐洲《礦物寶石標本》雜誌評為年度十佳的“新疆碧璽”，它集天地精華於一體，流光溢彩，為世界一絕；產於新疆奇台的矽化木長達38米，堪稱世界之最，2007年9月被載入“吉尼斯”世界紀錄；產自烏拉圭的紫水晶洞高3.3米，重3.7噸，屬世界之最；產於中國水晶之鄉——江蘇東海的重3.9噸的水晶單晶體為亞洲之最；重達338. 6克拉的金剛石，是我國有文字記載以來產出的最大的特大金剛石，比號稱中國之最的“常林鑽石”（重158.78克拉）重179.82克拉，呈金剛光澤，寶光熠熠；在世界上最大的石膏標本展廳內，各種透明石膏晶瑩剔透，琳琅滿目；進入世界上最大的鐘乳石展廳，就宛若走進了夢幻世界，令人遐想無限。
在5個“貴州關嶺生物群”展廳中，產於三疊紀地層的各種魚龍、貴州龍、楯齒龍、海龍、海百合等化石標本近萬件，從長達16米的大魚龍到不足半米的小魚龍應有盡有，顯示了三疊紀時代生物的多樣性和複雜性。
“熱河生物群”5個展廳中，恐龍展廳的鸚鵡嘴龍化石近400件。其中禽龍化石胃部保存的胃石和當時的食物形成的化石，具有極高的觀賞和科研價值。“萬魚廳”展示了十萬多條一億兩千多萬年前不同種類的魚化石，為世界一絕。在世界其他博物館很少見到的帶有羽毛的恐龍和鳥類化石上千件，為人們研究恐龍的滅絕和鳥類起源提供了翔實的實物例證。
本館收藏有“山旺生物群”地層的近千件鹿類、犀牛類化石等在其他博物館難得一見的各種食肉類動物化石、昆蟲、植物化石等都能在此一睹風采。看到這些化石就如同讀到了一部永遠讀不完的“萬卷書”，使人流連忘返。
展廳介紹
天宇自然博物館恐龍化石恐龍廳
該廳主要展示的是中生代動物恐龍的化石。恐龍在三疊紀時期出現，繁盛於侏羅紀時期，滅絕於白堊紀。由於中生代氣候溫暖濕潤、四季如春，到處生長著植物，所以很適宜爬行動物生存，尤其是各類恐龍，迅速繁衍分化，遍布世界各地，品種達到數千種，控制了當時的海、陸、空三大棲息環境，稱霸地球長達1.5億年之久。恐龍是地球上生活過最成功的動物種類之一。
該館收藏有長8米、高6米的金山龍，形態可愛的鸚鵡嘴龍，還有從恐龍向飛行鳥類進化的初級階段代表——中華鳥龍，世界上最早有喙的鳥類——聖賢孔子鳥。另外還向觀眾展示了上千枚形態各異的恐龍蛋化石。通過各類恐龍化石的展示,不僅對研究鳥類起源，而且對研究恐龍的生理、生態和演化都有不可估量的重要意義。
天宇自然博物館猛獁象化石哺乳動物廳
該廳可以讓人了解長鼻類、偶蹄類、奇蹄類動物的演化過程。哺乳動物是由擬哺乳動物演化而來的。在恐龍主宰地球時，最早的一批哺乳動物出現了。為了躲避恐龍，這些動物晚上才出來活動，直至恐龍滅絕後，這些哺乳動物迅速繁衍，從而進化成不同的物種。
展廳中可以欣賞到龐大的象類家族和各種動物的復原圖以及動物的骨骼化石，包括長達8米、高5米的師氏劍齒象，完整的鏟齒象，以及真猛獁象的上牙化石等等。
海百荷廳
在大約4.8億年前，海洋中出現了一種奇特的動物。形態像一支含苞的荷花，又如一朵綻放的百合，但它不是植物，而是一種海生動物，被古生物學家稱為“地球優秀的先民”。在現代海洋生存的尚有700餘種，是化石中最具觀賞性的品種之一。由於海百合死後，其姿態得以完整保存形成為化石，由於這種環境比較苛刻，所以化石十分珍貴，它為地質歷史時期的古環境研究提供了重要的證據，也逐漸成為化石收藏家的珍品，甚至被當作工藝品擺設。
熱河魚類廳
該廳展示了許多非常珍貴的魚化石，讓我們了解到有關魚類的知識。魚類最早出現於寒武紀，中生時代起硬骨魚逐漸較軟骨魚興旺直到現在。比如長江的中華瑰寶――中華鱘。離開水後仍能生存較長時間的師氏中華弓鰭魚、鱗齒魚等。另外還有10萬多條狼鰭魚的大型魚板化石。狼鰭魚是熱河生物群早期研究中的三個代表成員之一。
天宇自然博物館礦物晶體廳
本館收藏礦物近3000餘件，主要有原生寶石級礦物金剛石、祖母綠、海藍寶石、碧璽、紫晶、黃晶、瑪瑙等，還展示了有色和無色原生礦物標本等，真可謂是品種齊全，豐富多彩，琳琅滿目，為更多的地質研究和愛好者提供了一個很好的活動園地，讓他們從這裡進行科學教育，探索生命起源，也為科研機構的科普研究提供了翔實的資料和場所。
蝴蝶標本廳
這裡展出的蝴蝶包括生長於海撥2500-5000米高山高寒地方，如新疆天山、東北長白山等地區，它們的翅膀薄如絲絹。另外還展出了擬態昆蟲枯葉蝶、紫斑環蝶、翠鳳蝶、霸王蝶以及東南亞、日本、馬來西亞、泰國等各地的珍貴蝴蝶品種。栩栩如生、絢麗多彩的蝴蝶宛如多姿多彩的花朵，把您帶到風景秀麗的大自然中。
社會效益
講解員在給遊客解說展品自然遺存是人類開啟自然文明的鑰匙，天宇自然博物館將以豐富的館藏和優質的服務，為研究、探索者提供最好的科研平台，為求知、求識者敞開博大胸懷，為一切熱愛自然、珍視生命的人們，送上開啟自然文明的鑰匙、通達科學知識之門。天宇自然博物館屬於文化產業，但它與平邑縣蒙山旅遊區等一系列旅遊、文化產業相結合，每年吸引著大批旅遊者，成為對地方經濟具有相當推動作用的產業。同時，山東省天宇自然博物館在普及科學、促進教育以及提高人民民眾的文明程度方面也起著特殊的作用。天宇自然博物館被認為是世界上最大的自然地質博物館，並被授予“山東省科普教育基地”、“山東省關心下一代科普教育基地”和“全國古生物科普教育基地”等稱號。
學術交流
2008年5月8日受博物館的邀請，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員國際著名恐龍專家董枝明教授、中國科學院南京地質古生物研究所研究員陳丕基教授、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員古鳥類研究專家侯連海教授、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星博士、中國地質科學院地質研究所研究員尤海魯博士、中國科學院南京地質古生物研究所研究員吳舜卿教授、中國科學院南京地質古生物研究所副研究員黃迪穎博士一行來館考察指導工作，鄭曉廷館長和他們舉行了會談。他們對博物館的化石研究、今後的對外交流等提出了很多寶貴意見，並表示今後將利用他們的資源為天宇自然博物館創造更多的機會。隨後，他們在館長鄭曉廷的陪同下重點考察了博物館的科研樓所珍藏的寶貴化石。他們一致認為，天宇自然博物館豐富的館藏為中國人民，乃至世界人民保留了無與倫比的精神財富，為研究、探索者提供了最好的科研平台，為世界古生物學界做出了巨大的貢獻。
