계룡산자연사박물관은 풍성한 전시자료와 함께 다양한 볼거리를 제공한다. 지난 어린이날을 기념하여 세계 전시표본 중 가장 큰 불곰(키 290cm 생존 시 무게 460kg 추정)을 기념 전시하여 관람객들에게 사진 찍기 행사를 가지고 있으며, 주말에는 가족이 함께하는 가족형 교육프로그램을 운영한다. 나들이 관람객들을 위해 박물관 주변 및 입구부터 박물관 옥상까지 여러 휴게장소를 마련 경관이 뛰어난 자연사박물관의 입지를 최대한 살려 주변 환경과 어우러지게 설치 계절의 정취를 맘껏 즐길 수 있도록 조성하였다.
박물관 내에는 자연과 인간이 공존하는 산 교육장으로 손색이 없도록 30만여 점의 자료 중에서 동·식물관, 곤충화석, 자연사관련 자료 등을 접하며 자연을 배우며 문화를 체험하는 연구전시공간으로 관람객들에게 각광을 받고 있다. 전시되어 있는 자료들 거의 모두가 진품으로 뛰어난 흥미와 교육적 가치를 갖고 있지만 계룡산자연사박물 관에서만 접할 수 있는 "놓쳐서는 안 될 볼거리" 들이 많다.
그 중에는 1층을 들어서며 만날 수 있는 세계 최대 공룡화석인 청운공룡 (브라키오사우르스의 일종)이 웅장한 모습을 드러낸다. 계룡산자연사박물관이 미국 와이오밍주에서 직접 발굴한 원형 보존율이 85%이상인 길이 25m, 높이 16m, 살아 있을 때의 무게가 80톤으로 거대공룡이다. 2층 전시장에는 세계 최대 포유류 긴흰수염고래가 전시되어 있는데 그 무게가 생존시 130톤가량이나 되었다 한다.
이밖에도 전 세계에서 네 곳밖에 전시가 되지 않는 동굴곰과 동굴사자는 그 희소가치가 매우 높은 전시물이다. 국내 최고 미라인 600년 된 학봉장군 실제 미라가 전시 보존 되어 있다. 계룡산자연사박물관이 고려대학교 의료센터와 같이 현대 과학으로 미라의 사인 및 병명 그리고 사망 시 나이, 생활 문화를 규명하였다. 또한 한국표준과학 연구원으로부터 기증받은 ‘만유인력을 발견케 한 뉴턴의 사과나무’ 와 희귀 변이종인 흰색까치, 갈색까치 등 놓쳐서는 안 될 볼거리가 많이 있다.