2004年至2009年间，馆长郑晓廷在全国各地不断征集化石、矿物标本，陆陆续续投入3.9亿元。

2005年4月14日，山东省天宇自然博物馆正式对外开放，是为山东省第一座自然博物馆，也开创了山东省境内利用社会资金创办博物馆的先例。

2006年5月28日，山东省天宇自然博物馆创建成国家AAA级旅游景区。

2007年，山东省天宇自然博物馆晋升国家AAAA级景区。

天宇自然博物馆主楼7层，高39.8米，需走40 多级台阶，长100米，宽22米，建筑坐北朝南。

截至2024年9月官网查询，山东省天宇自然博物馆建筑面积3.2万平方米，陈列面积2.8万平方米，公共服务面积2.2万平方米，展厅面积1.49万平方米，教育空间面积600平方米，库房面积2600平方米，实验修复面积140平方米。

馆内设科研馆1处，3D影院1处，分设综合厅、百鹿厅、千龙厅、万鱼厅、宝石厅等28个展厅，藏品主要以不同地质时期的各类古生物化石和矿物、宝石标本为主，馆藏展品39万余件。

山东省天宇自然博物馆主要面向古生物学领域研究，取得了的成果80余项，建立正模标本28件，其中有9项在《Nature》和《Science》上发表。

2007年1月28日，山东省天宇自然博物馆—中国科学院南京地质古生物研究所合作，设立中国科学院南京地质古生物研究所平邑工作站。

2008年10月31日，山东省天宇自然博物馆—中国科学院古脊椎动物与古人类研究所合作，设立中国科学院古脊椎动物与古人类研究所平邑工作站。

2011年8月16日，山东省天宇自然博物馆与临沂大学合作共建临沂大学自然博物馆。

山东省天宇自然博物馆先后被命名为“山东省文化产业示范基地”、“国家AAAA级旅游景区”、“全国国土资源科普教育基地”、“中国古生物科普教育基地”、“山东省科普示范工程基地”、“国内首批甲级古生物化石收藏单位”、“全国科普教育基地”等殊荣，因馆内保存的1200多件完整恐龙以及2200多件鸟类化石，2010年7月被吉尼斯世界纪录总部认定为“世界上收藏恐龙和其他史前动物化石最多的博物馆”，2020年被山东省教育厅、文化和旅游厅评定为“山东省中小学生研学教育基地”、被国家博物馆协会评定为“国家二级博物馆”。迄今为止，天宇博物馆已成功建立6项吉尼斯世界纪录。

山东省天宇自然博物馆为国家收藏标本作出了重要贡献，该馆对于平邑县进行科学普及教育、科学研究工作，开展文化旅游事业具有重要的意义。

山东省天宇自然博物馆改变了山东省境内博物事业由政府一家独揽的局面，即吸收社会资金办博物事业。该馆在其收藏和陈列的物品方面，突破了博物馆的一些传统做法，它不完全是本地的产品对就地取材的东西进行收藏和展览，而它收集了全国乃至全世界最有观赏和研究价值的产品。

山东省天宇自然博物馆坐落于平邑县城财源大道9号。

山东省天宇自然博物馆全年正常开放，营业时间：08：00——17：30（夏季），08：30——17：00（冬季）。下班前一小时停止售票进馆。

山东省天宇自然博物馆不免费开放。成人票：70元/人、学生票：35元/人。

1、严禁携带“三品”等危险品进入展馆，禁止在展馆内吸烟。

2、保持馆内安静。禁止追逐打闹，推搡拥挤、大声喧哗。

3、保持馆内清洁卫生。禁止随地吐痰、乱扔果皮纸屑。

4、爱护公物。不得随意触摸展品和其它易碎物品。如损坏公物按馆内有关规定进行赔偿。

5、小心玻璃、注意安全。请勿爬靠或挤压玻璃展柜及攀爬围栏，以防玻璃破裂等，造成展品损坏和伤及身体。

6、个人参观需答疑时，请与展馆工作人员联系解决。参观过程中不得随意出入。

7、服从管理，听从指挥，保证参观活动正常进行。