Nacionalni naravoslovni muzej je eden najstarejših objektov Smithsonijana (odprl se je leta 1910) in eden izmed njegovih najbolj obiskanih. Namenjena je razstavam in javnim programom ter ima obsežne zbirke rastlinstva in živalstva, draguljev in drugih mineralov, veliko antropoloških zapisov in kulturnih predmetov. Vendar je muzej več kot prostor za zbirke in razstave. Je center za znanstveno raziskovanje in izobraževanje, katerega vpliv vedno bolj sega tudi zunaj njegovih sten.
Muzej ima tri velike misije. Prvič, gre za ogromen zbirni center naravnih materialov - več kot sto milijonov predmetov je sistematično razporejenih in na voljo za raziskave in razstave. Ta arhiv je eden najobsežnejših na svetu in ga nenehno bogatijo z nenehnimi raziskavami. Ogromnost zbirke na primer omogoča poglobljeno proučevanje zemeljskih razmer v geološkem času. Trenutno muzejski paleobiolog proučuje dogodke, ki so privedli do množičnega izumrtja večine vrst na zemlji pred približno 250 milijoni let.
Drugo poslanstvo muzeja je izobraževanje. Razstave so v središču naravoslovnega izobraževalnega programa, muzej pa ima nekaj čudovitih. Nova dvorana Geologije, draguljev in mineralov Janet Annenberg Hooker (podprta predvsem z zasebnimi darili) je odličen primer. Izobraževanje, zlasti za otroke, je okrepljeno z možnostmi udeležbe. V živalskem vrtu žuželk v muzeju lahko otroci opazujejo, se dotikajo in komunicirajo z eksotičnimi žuželkami. Načrti za zahodno krilo (v prenovi) vključujejo sobo Discovery, ki bo otrokom omogočila praktična doživetja z muzejskimi umetninami. Na poti so še druge nove razstave, predvsem prenovljena dvorana Afrika in inovativne predstavitve sesalcev. Kljub temu pa obstaja veliko razstav, ki jih je treba posodobiti.
Tretji cilj so raziskave, štipendije in javne storitve. Znanstveniki muzeja preučujejo biotsko raznovrstnost, sodelujejo v prizadevanjih za ohranjanje, izvajajo arheološke izkopavanja (številne vključujejo zgodnje bivališče v Ameriki), izvajajo antropološke raziskave, spremljajo svetovne vulkane in preučujejo tektoniko plošč in številne druge predmete. Danes, na robu novega stoletja, naravoslovni muzej deluje na širjenju svoje vloge od priljubljene destinacije za obiskovalce do središča nacionalne mreže za naravoslovno izobraževanje. Lani jeseni je na primer šest šolskih okrožij Združenih držav Amerike začelo preizkušati program za spodbujanje muzejskega, objektnega učenja v pouku srednje šole. Sesalci v šolah bodo ob podpori s sredstvi iz 20 milijonov dolarjev družinskega darila Behring zagotovili vsaki šoli primerek sesalcev, elektronsko učilnico z dvosmernimi videokonferenčnimi povezavami do muzeja in razstavnim laboratorijem. Študenti bodo s svojimi učitelji in muzealci analizirali fizično zgradbo svojih sesalcev, preučili njihov življenjski prostor in vire, ki jih potrebuje za življenje, ter opisali njegovo mesto znotraj večjega ekosistema. Nato bodo zasnovali in zgradili razstavo, s katero bodo delili, kar so se naučili s starši in skupnostjo. Učitelji, ki sodelujejo z muzejskimi znanstveniki, bodo razvili učni načrt z uporabo programske opreme, ki jo je za projekt ustvaril IBM.
Drugi program, ki ga financira dar Behring, Sesalci v gibanju, bo pripravil majhne eksponate za prikaz v nastavitvah, kot so knjižnice, letališča in nakupovalni centri. Te diorame sesalcev v njihovih habitatih, podprte z ilustracijami, fotografijami, videoposnetki in brošurami, ki jih prinesejo domov, so zasnovane tako, da ljudi spodbudijo k natančnemu pogledu na naravni svet in razmisleku o njegovi kompleksnosti.
Druge pobude, ki pomagajo spremeniti muzej v učno središče, vključujejo elektronske terenske izlete, ki hkrati povezujejo več učilnic z muzejskimi laboratoriji s pomočjo opreme za videokonference. V delih je tudi institucionalni projekt za izdelavo tridimenzionalnih vrtljivih podob predmetov v Smithsonijevih zbirkah - od katerih je velika večina naravnih zgodovin - na voljo na svetovnem spletu.
Muzej aktivno išče vire, potrebne za obsežno prenovo razstav, za štipendije za povečanje udeležbe študentov, za širitev raziskovalnih zmogljivosti in številne druge cilje.
Zvezna vlada plačuje osnovne račune za obratovanje in vzdrževanje. Te druge potrebe morajo biti v veliki meri zadovoljene z zasebnimi skladi. Nacionalni muzej naravoslovja je pomemben akter, saj načrtujemo kampanjo za zbiranje sredstev v Smithsonianu.
