上海自然博物館新館地址位于靜安雕塑公園，由美國帕金斯威爾設計師事務所（PERKINS+WILL）與同濟大學建筑設計研究院共參與設計。上海自然博物館新館的總建筑面積45086平方米。其中，地上三層,高18米；地下兩層,深15米。螺旋上升的綠色屋面“冉冉升起”，而博物館的功能區便置身于這一綠色長帶下。一座巧妙圍合的橢圓形水池，成為整個建筑的參觀流線的中心焦點，象征著71%的地球表面以水覆蓋，水面帶來了水波的波紋、質感、動感、聲音和反射，則成為博物館體驗的一部分。博物館的鋪地和外墻表面由多方向的石頭圖案組成，使人聯想到地球的地質構造層。島狀植物組群起伏地分散其間，被喻為上海自然博物館新館的“原始森林”。