陜西自然博物館位于西安市長安南路88號舟形島上，電視塔的南北兩側。全館占地面積90畝，建筑面積1.6萬平方米，整體建筑以電視塔為對稱點，包括科技和自然兩大展館，兩展館建筑分別呈玻璃球形和月牙形，猶如“日”和“月”，蘊含“日月同輝”之高遠寓意。如果要仔細地把整個展館參觀一遍，需要5個小時左右。
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玻璃體球形建筑為科技展館，建筑面積7165平方米，設有科技環廓、聲光隧道、穹幕影院、觀景平臺等設施和科技展項；半月形下沉式建筑為自然展館，建筑面積8940平方米，設有地質萬象、古生物長廊、神奇的秦嶺、昆蟲王國、生命之光等主題展廳。
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此外，這里有西北地區目前唯一的大型穹幕影院，球形外徑22米，半球形銀幕直徑18米，銀幕傾斜30度，設有183個觀眾座位。博物館還附帶有觀景平臺， 游客可以坐下來慢慢欣賞四周的風景，電視塔、和諧廣場、曲江會展中心……四周的建筑盡收眼底，如果與朋友坐在這里聊天，也是非常不錯的享受。
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