上海昆虫博物馆建筑面积4400平方米，分为序厅、昆虫生命厅、昆虫世界厅、昆虫与人类厅、昆虫文化厅及互动体验区等。通过标本、模型、多媒体等形式，系统展示昆虫的演化、多样性及与人类的关系。 昆虫生命厅：以“时空隧道”呈现昆虫4亿年演化史，展示从志留纪到现代的昆虫化石与模型。 昆虫世界厅：陈列34个昆虫目代表物种，包括国家一级保护动物金斑喙凤蝶、独角仙等。 昆虫文化厅：展示蝴蝶工艺品、鸣虫器具及昆虫在艺术、民俗中的应用，如斗蟋蟀文化。 馆藏标本超120万号，昆虫标本涵盖了全国及部分国际物种，包括濒危的光明女神蝶（海伦娜闪蝶）、叶虫修（拟态大师）等。 在互动体验区，设触摸屏游戏区、活体昆虫观察区及标本制作实验室，游客可近距离接触竹节虫等活体昆虫。 常年举办科普讲座、夏令营及“生物多样性研学”活动。

上海昆虫博物馆现收藏全国各地昆虫标本100多万种，保藏着一大批濒危珍稀昆虫标本，及国际和国内的危险性检疫害虫标本。整个博物馆的参观路线都在地上用昆虫脚标注，只要顺着脚印走就行。