Wycieczka po parku Ueno na pewno doprowadzi on japońskiej stolicy w muzeum przyrody i nauki, położony w północno-wschodniej części parku. Jego ekspozycja liczy ponad 14 tysięcy eksponatów i opowiada o początkach świata w ogóle i Japońskiego archipelagu w szczególności, a także o tych zmianach, które zaszły w ich historii od momentu powstania aż do naszych dni.

Muzeum został otwarty w 1871 roku i od tego czasu zmienił kilka tytułów – był i muzeum Ministerstwa edukacji i Токийским muzeum, podczas gdy w 2007 roku nie zyskał obecną nazwę. W końcu XX i na początku xxi wieku, muzeum przeszedł modernizację. Jego główny budynek został ogłoszony dziedzictwa kulturowego narodu, w którym obecnie znajduje się galeria Japońska, tutaj również znajduje 3D-kino "Teatr 360". W nowym budynku muzeum otwarte Globalna galeria. Przed wejściem do muzeum jest zainstalowany postać niebieskiego wieloryba w naturalnej wielkości.

Sześć pięter Globalnej galerii opowiadają o ewolucji życia na ziemi, prawa natury, pochodzenia dinozaurów i rzutni różnorodności. Poszczególne rozdziały poświęcone rozwojowi nauki i technologii oraz przedstawicieli świata zwierzęcego. W ogrodzie znajdującym się na dachu galerii, rosną około 160 gatunków leczniczych i ziół, i znajdują się okulary parasole, które zostały ujawnione podczas zbliżania się człowieka do nich. W galerii zwiedzający mogą samodzielnie przeprowadzić doświadczenie fizyczne lub dostać się w interaktywny lasu.

Japońska galeria mieści się w dawnym budynku głównym, pochodzącym z 1930 roku. Tutaj pokazano, w jaki był Japoński archipelag w czasach epoki lodowcowej, można rozważyć kolekcji minerałów, meteorytów, starożytnych kopalnych, zapoznać się ze zwierzętami zamieszkującymi wyspy archipelagu, dowiedzieć się, jakie były narzędzi rolniczych. Osobny rozdział poświęcony jest roli ryżu w życiu Japonii.

3D-kino "Teatr 360", który znajduje się w tym samym budynku, został przekazany do muzeum po zakończeniu międzynarodowych targów "Expo 2005", gdzie po raz pierwszy zaprezentowali odwiedzającym pawilonu Japonii. To kulisty bezszwowe ekran o średnicy 12, 8 metra. Taki rozmiar został wybrany nie przypadkowo: ta liczba – około jedna milionowa część średnicy naszej planety. Cyfra 360 w tytule domowego oznacza kąt widzenia. Widzowie w kinie znajdują się w centrum sfery, a na jej kopule wyświetlane są filmy o pochodzeniu Wszechświata, dinozaurach i kontynentach. Cztery z nich zostały stworzone przez pracowników muzeum.