2006年9月17日，在第二届世界地质公园大会上，中国房山世界地质公园正式获得联合国教科文组织批准并授牌，成为目前全球唯一一家位于首都城市的世界地质公园。公园总面积953.95平方公里，横跨北京市房山区、河北省保定市涞水县、涞源县。公园按照资源类型和历史文化分为八大园区，展现了华北地区数十亿年来地球演化发展的历史画卷，记录了各个地质年代的动荡和变迁。

博物馆是地质公园的标志性建筑及核心展示区，位于房山区长沟镇，2009年3月29日奠基，2010年5月15日试运行，参观接待能力以及体验效果在社会上产生了广泛的影响、受到了社会各界的好评。2010年7月12日在接受联合国教科文组织的中期评估中获得评委组专家一致好评。法国专家马提尼称赞博物馆是一个崭新的、杰出的、无与伦比的博物馆，代表着中国世界地质公园的未来和发展；马来西亚专家库莫评价道：这是世界地质公园博物馆的艺术精品，是大众科普教育的最佳场所；中国专家赵逊题词：科学殿堂、启智基地。

博物馆占地6.11公顷，总投资1.8亿元，建筑面积1万平方米，建筑设计立意“石破天惊”，充分体现了“尊重自然机理，活用原生地形，造型自然舒展、内外空间一致”的特点，具有唯一性和典型性。博物馆展陈以“天、地、人、和”为灵魂，以公园的地质变迁、生物演化、人类进化为主线，以地学知识为支撑，以科普性、故事性、大众化的语言为纽带，利用各种现代科技手段，全方位、多角度展示公园的地质遗迹和人文景观，让游客感受大自然的力量和地球的造化功能，达到启迪思想、传播知识、培养兴趣、激发探索的目的。博物馆设室内展陈和室外科普广场，室内展陈面积5800平方米，有开篇厅、地史演化厅、八大园区展厅、国内外世界地质公园展厅、实物标本厅、展望厅等六大展厅；室外科普广场，展示大型标本和部分地学名人雕像。

自2011年4月3日正式面向公众免费开放，博物馆认真贯彻落实房山区旅游委、地管处领导提出的“目标管理规范化、日常管理精细化、综合管理标准化、政策争取多元化、整体运行效能化”的工作要求及工作部署，始终坚持“三贴近”原则和“时刻关注观众需求”的宗旨服务于公众。开馆以来，博物馆充分发挥着科普教育、休闲旅游、科研教育、宣传展示、信息交流的功能，参观接待能力以及体验效果得到了各级领导及社会各界的好评。

2012年荣获“国家3A级旅游景区”、国地资源部科普教育基地、北京市科普教育基地、北京市爱国主义教育基地、北京市青少年校外活动基地；积极发挥青年团员的作用，成立了“中国房山世界地质公园博物馆青年汇”，并被评为市级青年汇；房山区“青年文明号”称号、房山区“巾帼文明岗”、 “房山区中小学生社会大课堂资源单位”、“长沟中学学生社会实践活动教育基地”荣誉称号。

博物馆在做好日常展览参观的同时，成功举办了2010、2011、2012年春季北京国际长走大会暨第十七、十八届房山旅游文化节、2011诺贝尔奖获得者北京论坛——“创新与发展”主题展、中国世界地质公园图片展、旅游纪念品大赛、京津冀旅行社推介会、“地球日”、“5.18博物馆日、中国旅游日、文化遗产日”等大型科普主题日宣传活动。

同时举办了房山区中小学社会大课堂、科普知识竞赛、讲解员演讲比赛、周末大讲堂、科普进社区、进学校等多项主题活动，使博物馆科普教育、启智殿堂的基地作用得到了充分的发挥，为社会各阶层提供了一个良好的学习、活动场所，成为了宣传房山的一张精美名片。