Монгол Улсад орчин цагийн музей 1924 онд байгуулагдсан бөгөөд 1956 онд өөрийн гэсэн байртай болж Улсын Төв Музей нэртэйгээр музейн үйл ажиллагааг явуулж эхэлжээ. Улсын Төв Музей нь соёлын өв болон байгалийн чиглэлээр өргөн хүрээнд цуглуулга, дэглэлтээ хийж ирсэн ба музейн цаашдын хөгжил дэлхийн нийтийн чиг хандлагыг үндэслэн төрөл чиглэлээр нь хөгжүүлэх зорилгоор 1991 онд Улсын төв музейг хэд хэдэн чиглэлээр хуваан төрөл чиглэлийн музейнүүд хөгжиж эхэлсэн. Энэ үед Улсын Төв Музейн байгалийн тасгийг төрөлжүүлэх хөгжүүлэх шийдвэр гарч Байгалийн Түүхийн Музейг байгуулсан байна.
1991 он бол улс орны нийгмийн шилжилтийн эхэн үе тул хөрөнгө санхүүгийн хүндрэл соёлын салбарт хамгийн гол асуудал байсан юм. Энэ нөхцөлд музейн захиргаа хамт олон бүхий л бололцоогоо дайчлан ажиллаж 10 гаруй жилийн хугацаанд физик газарзүй, геологи, ашигт малтмал, палеонтологи, шувуу, ургамал, шавж, хоёр нутагтан, хөхтөн амьтад, хүний гарал үүслийн гэсэн чиглэлээр 40 гаруй танхимд үзмэрээ дэглэн нийтэд үйлчилж байсан түүхтэй.
Музейн хамт олон сан хөмрөгөө арвижуулах түүнд дүн шинжилгээ хийх, үзмэрийн хадгалалт хамгаалалтыг сайжруулах, бүртгэл мэдээллийг шинэчлэх, эрдэм шинжилгээний тодорхойлолтыг үзмэр бүрт хийх, судалгаа шинжилгээний ажлыг шинэ түвшинд хүргэж ахиулах, материаллаг баазаа бэхжүүлэх, мэргэжилтнүүдийг орчин үеийн техник хэрэгсэлээр хангах, боловсон хүчнээ чадавхижуулах, тэднийг давтан сургах, үргэлжлүүлэн сургах, ялангуяа гадаад харилцаагаа хөгжүүлэх гэсэн чиглэлийг эрхэм зорилгоо болгон ажилласан юм. Ингэснээр музей бүх талаараа бэхжин улмаар үзэгчдэд тав тухтай орчин бий болж хүүхдэд ээлтэй байгууллага болох зорилт хэрэгжинэ гэж үзсэн болно.
Байгалийн түүхийн музей нь Монгол орны байгалийн өвөрмөц онцлог, зүй тогтоц, түүнд тархсан биологийн олон янз байдлыг нэг дор үзэх, танин мэдэхүйн цогц мэдээлэл, мэдлэг олгодог боловсрол, сургалт, сурталчилгааны хамгийн том төрөлжсөн төв юм. Музей нь байгуулагдсан цагаасаа эхлэн хээрийн хайгуул судалгааг эрчимжүүлж жил бүр 400-600 үзмэрээр баяжигдсаар одоо тус музейд 12000 гаруй үзмэр хадгалагдаж байна. Энэ сан хөмрөгт дэлхийд хосгүйд тооцогдох ховор палеонтологийн олдворууд, солирууд, эрдэс баялаг ашигт малтмалын дээжис, биологын олон янз байдлыг илтгэх амьтдын чихмэл, хүний гараар бүтээсэн байгалийн өвийг төлөөлөх үнэт үзмэрүүд хадгалагдаж байна. Эдгээрийн дотор мөнгөөр үнэлэх боломжгүй хосгүй үнэт үзмэрүүд олон байдаг.
1956 онд ашиглалтанд орсон музей барилгын ашиглалтын хугацаа дуусаж цаашид нийтэд үйлчлэх боломжгүй болсон тул 2013-2019 оны хооронд нийтэд үйлчлэх үйлчилгээгээ түр хугацаанд зогсоосон байдаг. Тус музей нь 2019 оны 07 дугаар сарын 03-ны өдрийн Засгийн Газрын 281 дүгээр тогтоолоор Палеонтологийн чиглэлээр үйл ажиллагаа явуулдаг Үлэг гүрвэлийн төв музейтэй нэгдэж үйл ажиллагааны цар хүрээ хүчин чадал нэмэгдэж өнөөдөр үйл ажиллагаа нь хэвийн явагдаж байна.
Монгол Улсын Засгийн газраас музейн стандарт шаардлагад бүрэн нийцсэн Азид томоохон тооцогдох орчин цагийн Байгалийн түүхийн музей барих шийдвэр гарч Их тэнгэрийн аманд 6,6 га газарт 39000 м2 талбай бүхий барилгын ажлыг эхлүүлээд байна. Энэ төсөл хэрэгжсэнээр Монгол улс музейн түүхэнд дахин нэг шинэ хуудас эргүүлж музейн хөгжлийн шинэ шат эхлэх нь тодорхой.
