Das von Alfred Waterhouse zwischen 1873 und 1880 errichtete Hauptgebäude mit symmetrischem Grundriss ist 205 m lang. Der mit Bogenwölbungen und verzierten Pfeilern geschmückte Eingang wird von zwei zentralen 58 m hohen Türmen überragt. In dem Gebäude werden permanente Ausstellungen über die Tier-, Pflanzen- und Mineralwelt gezeigt. Insgesamt werden 68 Millionen Objekte in teilweise interaktiver und innovativer Präsentation ausgestellt. Besonders sehenswert sind die Earth Galleries und die Galerie der Ökologie.