В основу экспозиции Дарвиновского музея легла коллекция Александра Федоровича Котса.
В 1907 г. коллекция была перевезена из квартиры ученого в зоологическую лабораторию Высших женских курсов (этот год и считается годом основания музея). В 1995 г. Дарвиновский музей, после многолетнего строительства, вновь начал свою работу.
На этажах музея установлены компьютеры с выходом в Интернет, видеоэкраны, интерактивные экспонаты, движущиеся модели. В кинозале музея можно посмотреть научно-познавательные 3D-фильмы.
Под куполом выставочного комплекса посетителей ждут тайны звездного неба (по принципу планетария). Также в выставочном комплексе есть корабль Транс-Форс, позволяющий отправиться в 5D-путешествие (управление осуществляется экипажем коллективно с помощью джойстиков). На 1 этаже комплекса в террариумах живут беспозвоночные - насекомые, в том числе бабочки.
В холле 3 этажа есть детский уголок с мягкими подушками и кубами для малышей до 7 лет. При музее работают "Биокружок" (для школьников от 11 лет) и студия анималистической живописи (для дошкольников и школьников), проводятся абонементные музейные занятия для детей от 6 лет, детские праздники и интерактивные программы, мастер-классы, различные экскурсии. Для самостоятельной прогулки по музею можно приобрести гид-путеводитель (небольшая книжка с рисунками, вопросами и заданиями, связанными с музейной экспозицией). В Дарвиновском музее можно отметить детский день рождения.
Помещения музея оборудованы для людей с ограниченными возможностями, разработаны и проводятся специальные занятия и экскурсии.
В магазине музея можно приобрести сувениры, развивающие игры и книги о природе.