大连自然博物馆是中国自然历史性博物馆，位于辽宁省大连市胜利桥北，是我国著名的四大自然历史博物馆之一。建筑面积5100平方米，陈列面积2470平方米。馆舍为俄式建筑，建于1900年以前，1950年由大连市人民政府正式接管，1959年改名为大连自然博物馆，并由郭沫若先生亲题馆名。随着科教兴市的发展，大连市政府决定另建新馆。1998年10月29日，新馆正式对外开放。
新建的自然博物馆地处风景秀丽的黑石礁海滨，与星海公园毗邻，面积1．5万平方米，地下一层，地上三层，是座典型的现代欧式建筑。新馆现已开放恐龙、硬骨鱼类、软骨鱼类、小型海兽、大型海兽、海洋无脊椎动物和海藻六个展厅。
新建的自然博物馆在展示手段上，充分运用了现代灯光音响和多媒体计算机等高科技，除传统的陈列外，还以互动方式将标本与观众拉近，使自然之物和人完美地融合，达到寓教于乐的目的。馆内还辟有供学术研究和会议、放映、科普夏令营等主题文化活动的多功能厅。
大连自然博物馆有藏品5万多件，一级藏品264件。其中大型鲸类、儒艮、白鳍豚、大熊猫、金丝猴、针鼹、鸭嘴兽、极乐鸟、蜂鸟及最早的食虫类远藤兽化石等，均为世界珍贵标本。黑露脊鲸体长17．1米，体重66．7吨，是目前亚洲最大的黑露脊鲸外形标本。长须鲸体长18．4米，体重34．7吨，是中国目前唯一的长须鲸外形标本。古莲子被埋藏距今约821-1251年，经过培育仍可发芽开花。该馆还保存着成套的中国台湾省昆虫和大量的世界昆虫标本及德国、日本、朝鲜、前苏联等国的岩矿标本。其中朝鲜半岛的正长石晶族，其晶簇之大，晶形之美，为国内外罕见。
该馆基本陈列分为海洋生物、地质矿产、生命的起源与人类的出现、动物和植物5大部分，共陈列标本4853件。其中黄海、渤海海洋生物陈列突出了地方特色。大型鲸类标本陈列，国内居首，国外也屈指可数。该馆还经常举办各种专题展览，如《中国毛人图片展览》《优生、优育、优教育》《法国性的自然史展览》《世界昆虫展》《南极展》《南海展》等。