中国古动物馆位于北京天文馆西侧、白石桥与动物园之间的丁字路口南端，是一座掩映在高大的杨树林之中的青色古堡式的建筑物。
中国古动物馆是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所创建的国内唯一一家以古生物化石为载体，系统普及古生物学、古生态学、古人类学以及进化论知识的自然科学类专题博物馆，也是亚洲目前最大的古生物博物馆，被北京市人民政府命名为“北京市青少年教育基地”，是中国古生物学会授名的科普教育基地，以及中央国家机关思想教育基地和全国青少年科技教育基地。
1995年12月，经北京市文物局批准，中国古动物馆正式对外开放。
在这里，有许多被称为世界一流、亚洲之最的古生物化石，仅恐龙类就就多达二十种：有身长22米的庞然大物——马门溪龙，也有长达一米多、如火鸡般大小的小型恐龙；有温文而雅、行动缓慢的食草性动物，也有凶残暴力、长着尖齿利爪的肉食性动物。除此之外，还有多种多样的史前怪兽。另外，馆里还有古鱼类、古鸟类化石以及许多栩栩如生的仿真恐龙模型等。想知道史前的千古之谜，去中国古动物馆参观是个不错的选择。