自然遺産である天然記念物や名勝についての体系的な調査・研究、展示・教育を通じて国民に自然遺産の価値や大切さを伝えるために設立された国家研究機関です。その研究結果である恐竜の卵や足跡などの化石、ツキノワグマ・カワウソ・ハゲワシなどのはく製、存道里のアカマツなどの植物標本などを展示し、専門研究者や青少年の学習に一役買っています。また、体験ゾーン、映像室などでは天然記念物センターでしか感じることのできない創造的な体験学習の機会を提供しています。野外学習場には、恐竜の足跡の化石標本、生態の池、自生植物学習場などがあります。その他、報恩俗離正二品松の子孫をはじめ、ウチワノキ、イヌムレスズメ、アベリアの群落のような天然記念物（植物）を保護・育成しており、ユネスコと世界各国の専門機関および自然史博物館との学術交流を通じて自然遺産に関する専門研究機関として発展しています。