1877年（明治10年）に教育博物館として創立された、日本で最も歴史のある博物館の一つである。その後、東京科学博物館などの変遷を経て、1949年に国へ移管され現在の国立科学博物館となった。

上野本館は日本館と地球館からなる。日本館は1931年（昭和6年）竣工のネオルネサンス様式の建物で、国指定重要文化財である。地球館は2004年（平成16年）にグランドオープンした。このほか筑波地区や港区白金台の自然教育園でも活動を行っている。