博物馆位于京西南房山区长沟镇，主要由室外广场和室内展览两个部分组成，室内包括6个展厅。建筑面积10000m2，展示面积5800m2。整个建筑形态表现的是燕山运动、喜马拉雅运动等不同期次构造运动形成的峡谷地貌。新构造运动以来，园区所在地区发生了多次抬升，潺潺流水穿行其间，形成一幅美妙的画卷。
开篇厅
由前言、悬挂式浮雕、岩石柱、沙盘模型4个部分组成，展示公园的地质遗迹和人文景观。
呈现在我们眼前的是公园全景沙盘。公园坐落在中国首都——北京，位于太行山余脉，是一片中山、低山和丘陵地区，横跨北京市房山区和河北省涞水县、涞源县，独特的地理位置，使其悠久灿烂的古都文化与巧夺天工的地质奇观交相辉映，为我们展示出更大的历史空间和人文内涵。公园总面积953.95km2，划分为八个园区：周口店园区、石花洞园区、十渡园区、百花山－白草畔园区、上方山－云居寺园区、圣莲山园区、野三坡园区、白石山园区。拒马河、大石河犹如两条绿色的飘带，蜿蜒曲折地流淌在崇山峻岭之间，把各园区有机地连接在一起。
中国房山世界地质公园具有六大特色：一是远古人类的理想家园；二是横空出世的造山运动；三是神奇秀美的岩溶地貌；四是晶莹璀璨的地下宫殿；五是博大精深的历史积淀；六是群英荟萃的地学摇篮。总之，这是一个集地质变迁、生物演化、人类进化三位一体的具有重大科学意义的地质遗迹集中分布地区。
公园这片土地养育着善良勤劳的人民，70多万年的人类史，5000年的文明史，深厚的文化底蕴，是中华文明乃至世界文明中最具特色的一幅历史长卷。这些地质遗迹和人文景观在第三展厅会有详细的介绍。
这两组浮雕一组是地质浮雕，一组是人文浮雕，寓意着公园地质变迁和人文历史发展的两条主线。几十亿年的地质演化历史形成了十渡岩溶峰丛、石花洞、白草畔等壮丽秀美的自然景观；几十万年的人类演化历史孕育了周口店、云居寺、明长城等辉煌灿烂的人文景观。
我们眼前看到的几根柱子，分别代表公园地质历史中太古代、元古代、古生代、中生代、新生代五个时代，从右往左依次是：太古柱、元古柱、古生柱、中生柱和新生柱。
太古柱上面镶贴的岩石为太古代形成。底部是密云群表壳岩，形成于距今40－34亿年，属始太古代到古太古代火山活动的产物。中上部为古老变质侵入体，形成于距今29—24亿年，属中太古代和新太古代形成。岩石按变质程度深浅自下而上排列。
元古柱镶贴的岩石为距今18.5—8亿年中、新元古代形成，这是北京地区分布很广泛的一套海相沉积岩。不同的岩石按形成时代的先后顺序从下往上排列。
古生柱上面镶贴的岩石为距今5.4—2.5亿年古生代形成，它们依然是按照形成时间的先后顺序从下往上排列。
中生柱上面镶贴的岩石为距今2.5—0.8亿年中生代形成，也是按照形成时间的先后顺序从下往上排列。
新生柱的岩石是距今6500万年至现在沉积形成的，呈半固结和松散状态，按形成时间先后由下向上排列。
从五个岩石柱上可以看到从太古代到新生代，北京地区沧海桑田的巨变。
这是北京地区综合地层表，上面显示的是北京地区主要地层的划分。
地史演化厅
通过岩石演化、构造演化、生物演化3条主线，展现我们所居住的星球，曾历经数次沧桑变迁，经受了惊心动魄的地壳运动，构成了漫长而动人的地质演化历史的壮美画卷。
在这里，我们将回到久远的地质年代，一起领略地球的形成历史，一起感受从一片洪荒世界到人类文明的发展过程。
进入这个展厅后，有影片解说。
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