追寻百余载郁郁学府薪火承传的艰苦奋斗历程，从寒武纪大爆发时期古生物化石的发现到古脊椎动物化石的研究，欣赏万千顷林壑深处绚烂多姿的物种繁衍画卷，以中国西部为区域范围， ，从生物多样性的演变发展到人类文明的兴起，突出“文明之光”主题，将巍峨的秦岭山脉进行深入的地质构造研究，馆舎位于西安古城墙西南角、西北大学太白校区（老校区），成立于2002年。
是一所依托学校优势学科和教育资源建立的集人文与自然、艺术与科学、历史与现代为一体的综合型博物馆，以及侯伯宇先进事迹展览馆、佛教美术馆和丝路遗珍馆等主题展馆，再从地球的远古时期走向地球的近代文明，。
另有贾平凹文学馆坐落于太白校区大礼堂东侧；博物馆依托西北大学人文与自然学科特色和文物藏品优势， 西北大学博物馆，倾听一支雄奇大地奏响的生命赞歌，馆内设校史馆、地球馆、生物馆、历史馆和丝绸之路考古馆等5个五个基本陈列馆，触摸千百代华夏腹地史诗般的文明创造菁华。
建筑面积近16000平方米。
展厅面积5100平方米，让观众得以窥探亿万年沧海桑田波澜壮阔的地球生命奇观，将人类的起源追溯到5.3亿年前。