国家自然博物馆古哺乳动物厅“古哺乳动物”展览面积480平方米，较之改陈前的展览，化石标本数量增多，共展出了108件展品，展出了古哺乳动物演化支系的大部分代表动物
第一部分中生代哺乳动物演化，第二部分新生代哺乳动物发展与繁荣，第三部分第四纪哺乳动物专题，第四部分为灵长类演化，突出展示了占祥上猿标本
重要标本有侏罗兽、翔齿兽、阶齿兽、剑齿虎、巨鬣狗、三趾马、黄河象、猛犸象、巨犀、和政羊、黄河象除馆藏特色标本外，展厅中详细介绍了中生代哺乳动物的特征，哺乳动物与爬行动物特征比较，多样的中生代的哺乳动物等
同时，本次展览中还更新了近十几年关于古哺乳动物研究的最近科研进展
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