L'accesso trionfale in stile classico che dà sull'arteria Central Park West, completato da John Russell Pope nel 1936, è costituito da un monumento in stile architettonico Beaux-Arts (tardo neoclassico di scuola francese) dedicato a Teddy Roosevelt.
Conduce a una vasta basilica romana dove spicca immediatamente tra la mole monumentale lo scheletro di una madre di Barosaurus in atto di difendere il piccolo da un allosauro. Il museo è famoso per le sue ricostruzioni di habitat di mammiferi africani, asiatici e nordamericani, per il modello in grandezza naturale di una balenottera azzurra che pende dal soffitto della sala degli oceani (riaperta nel 2003), per la canoa da guerra Haida dipinta e intagliata nel legno lunga 62 piedi (18,89 m) proveniente dal Nordovest del Pacifico, e per la "Stella dell'India", il più grande zaffiro blu esistente.
Il percorso di tutto un piano è dedicato all'evoluzione dei vertebrati, inclusa quella dei famosissimi dinosauri.
Notevoli anche le collezioni museali di antropologia: le sale con collezioni sui popoli asiatici e gli abitanti del Pacifico, sull'uomo dell'Africa, sui nativi americani, le collezioni del Messico e dell'America centrale.
Lo Hayden Planetarium collegato al museo ora è parte del Rose Center for Earth and Space, ospitato in un cubo di vetro contenente una volta celeste (lo Space Theater), progettato da James Stewart Polshek.
Il centro è stato aperto al pubblico il 9 febbraio 2000.
Mezzi di trasporto
Il museo è facilmente raggiungibile tramite le linee B e C della metropolitana grazie ad una fermata situata all'interno del museo.
Curiosità
Questa sezione contiene «curiosità» da riorganizzare.
All'interno del Museo si svolge l'ultima scena del film Il calamaro e la balena di Noah Baumbach, il titolo stesso è un richiamo ad una sala del Museo.
In una scena del film I pinguini di Mr. Popper, i pinguini di Tom Popper vanno per New York dal loro padrone e passano anche davanti al museo.
Il museo è anche set di un'intera puntata della serie tv How I Met Your Mother. In questa puntata, il museo è sede di una serata di Gala organizzata dalla Goliath National Bank, la banca per la quale Barney e Marshall lavorano.