南京汤山方山国家地质公园博物馆主要为1993年发现的南京猿人化石而建，整个博物馆的造型与现场地形相契合。弯曲的弧线重新诠释了现场坡地，并将遗址和建筑串联互动。层层走廊从建筑中延伸至景观。
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博物馆基地位于南京以东40公里处的汤山，公共空间占地15公顷，是南京汤山方山国家地质公园的入口门户，是一块具有重要地理意义的区域，这是中国最重要的考古学发掘基地之一。
博物馆整体外观造型源于基地现有等高线，外观看起来就好像是一个斜坡，而这个斜坡正是博物馆的主体。基地景观设计与展馆设计之间的连续性整体性贯穿于项目各层之中，为游客创设了一个和谐的展示空间。博物馆致力于从地质学和人类学角度出发，提供多样的方法陈列展示不同展品，游客可以根据自己的时间安排和个人兴趣选择探索浏览不同展区。
室内设计运用了如同矿物质的彩色流线形要素。博物馆包含一个250座位的主剧场，一个200座位的4D影院以及餐厅，咖啡厅还有礼品店。有巨大天窗的大厅联通各层。与各个主展区和公共区相反，博物馆的设备区、电梯、紧急出口以及服务区位于后方靠山一侧。