Siedzibą Muzeum jest Pałac Młodzieży w warszawskim Pałacu Kultury i Nauki. Pieczę nad placówką sprawuje Instytut Paleobiologii PAN. Można tu obejrzeć m.in. szkielety i czaszki oraz skamieniałe jaja dinozaurów, rekonstrukcję australopiteka „Lucy”, jedno z dwóch najstarszych na świecie piór, oraz pochodzącą z okolic Krakowa najstarszą znaną żabę. Osobną wystawę poświęcono odkryciom paleontologicznym z Krasiejowa, obejmującym triasowe gady i płazy. Muzeum ma bogatą ofertę edukacyjną i rozrywkową, również dla najmłodszych gości, a w muzealnym sklepie można nabyć pamiątki.
Poprzedniczką otwartego w 1984 roku Muzeum Ewolucji była wystawa „Dinozaury z Pustyni Gobi”, która do dziś stanowi trzon paleontologicznych zbiorów. Dzięki tutejszym ekspozycjom można też prześledzić proces wyjścia kręgowców na ląd, podziwiać doskonale zachowane okazy flory i fauny późnojurajskiego jeziora, i znaleźć odpowiedzi na nurtujące pytania związane z ewolucją człowieka i zagładą dinozaurów.
Placówka wydaje czasopismo popularnonaukowe „Rocznik Muzeum Ewolucji”, organizuje sympozja i wystawy czasowe.