地球館は地球生命史と人類をテーマとし、恐竜の化石や地球の多様な生き物たち、科学技術の歩みについて学ぶことができます。地下3階から地上3階の計６フロアからなる常設展です。
３F 親と子のたんけんひろば コンパス
遊びの中から生まれる学びを目的として、子供と保護者を対象に設計した展示室です。動物の剥製や化石を様々な角度から観察できるようになっています。
３F 大地を駆ける生命
世界中に生息していた様々な種類の哺乳類と鳥類の標本があります。ジャイアントパンダやトラ、シマウマなどを間近に見ることができます。
２F 科学と技術の歩み
江戸時代以降に科学技術が、日本と外国の文化それぞれを取り入れながら発展してきた歴史を紹介しています。和時計や地球儀などを見ることができます。
B1F 地球環境の変動と生物の進化 -恐竜の謎を探る-
恐竜の起源や進化、絶滅について、化石を見ながら学ぶことができます。ティラノサウルスやトリケラトプス、始祖鳥など約14種類の化石を見ることができます。