北京动物园科普馆占地面积4500平方米，建筑面积6500平方米，展区面积4650平方米，可同时容纳参观人员1200人，为地上三层，地下一层框架式主体建筑结构。地上一层展厅分为“走进动物园”与“动物园外观与运动”两个展区，以图片的形式展示北京动物园近百年的发展史；“动物外观与运动”展区，利用动物园的资源优势，结合国内首次成功研制出的两种幻像科普展示成像仪及凹面镜成像技术，拍摄、加工和制作哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类和鱼类等12种野生动物的幻像，达到成像清晰、可视不可触的彩色三维动感空间幻像展示效果，动态节目时间为30分钟。地上二层分为东厅、西厅两个展厅，以介绍野生动物的栖息生态环境为主。

东厅展示野生动物的捕食、防御及繁殖行为能力；西厅展示野生动物的节律、迁徙、洄游等，设有形象逼真的动物造型音乐墙，游人只要触摸不同动物的接触点，即可发出相应动物的声音。地上三层展厅生物多样性与环境保护展区，重点介绍生物多样性的概念及生物面临的威胁。地下展厅以昆虫展区为主，展示昆虫的活体和标本，设置巢穴和穴居。兼有热带植物、亚热带植物展区，2005年7月31日，北京动物园科普馆正式向游人开放。