北京天文館西側、白石橋與動物園之間的丁字路口向南望，路邊東側可見一座掩映在高大的楊樹林之中的青色古堡式建筑，這就是充滿神秘色彩的中國古動物館。這里展示著堪稱世界一流、亞洲之最的古生物化石，僅恐龍就有二十多種：有身長22米的龐然巨物馬門溪龍，也有一米來長、火雞般大小的小型恐龍；有溫文而雅、行動遲緩的食草動物；也有兇猛殘暴、長著尖齒利爪的肉食動物。這里還有各種各樣的史前怪獸，小學五年級課本中《黃河古象》這一課所描繪的古黃河象的整體骨架化石就陳列在這里。此外館里還有古魚類、古鳥類化石以及許多形象生動的仿真恐龍模型等。無數個千古之謎，您都能在中國古動物館里找到答案。
　　中國古動物館是中國科學院古脊椎動物與古人類研究所創建的國內唯一一家以古生物化石為載體，系統普及古生物學、古生態學、古人類學及進化論知識的自然科學類專題博物館，也是目前亞洲最大的古生物博物館。中國古動物館同時也是北京市人民政府命名的北京市青少年教育基地，中國古生物學會授名的科普教育基地，以及中央國家機關思想教育基地和全國青少年科技教育基地。1995年12月，經北京市文物局批準，中國古動物館正式對外開放。

　　中國古動物館位于北京西直門外大街142號的古脊椎動物與古人類研究所的綜合辦公樓旁，主體為一形似恐龍的三層青色古堡式建筑，與展示現生動物的北京動物園隔街相望。它的建筑面積約3400平方米，目前有2200平方米的館內展廳以及約2000平方米的館外古生物廣場對社會公眾開放。