Палеонтологический музей имени Ю.А. Орлова — один из крупнейших естественно-исторических музеев мира, основанный в 1937 году. С 1966 года назван в честь зоолога и палеонтолога Юрия Орлова. Музей является частью Палеонтологического института имени Борисяка.
История Института и Музея восходит к основанной в 1714 году Петром I Кунсткамере, в которую поступали интересовавшие царя кости и зубы млекопитающих ледникового периода, а также другие диковинные находки. Позже собранные коллекции хранились в Минеральном кабинете Академии наук, впоследствии ставшим Минералогическим музеем.
К 200-летнему юбилею Российской Академии наук в 1925 году он был разделен на два самостоятельных музея — Геологический и, собственно, Минералогический. В Геологическом музее, которым руководил А.А. Борисяк, сосредоточилась ценнейшая коллекция палеонтологического материала. Ее основу составляли Остеологический отдел и Северо-Двинская галерея, в которой были представлены скелеты пермских позвоночных, добытые профессором В.П. Амалицким в результате многолетних раскопок начала ХХ века.
В годы Великой Отечественной войны Музей был закрыт, а значительная часть его коллекций отправлена в Алма-Ату. Сразу после возвращения из эвакуации, сотрудники приступили к восстановлению экспозиции. В 1944 году Музей вновь распахнул свои двери для широкой публики. Тогда же Институт возглавил Ю.А. Орлов.
Многолетние экспедиционные исследования, проводившиеся сотрудниками Института на территории бывшего СССР, Китая, Монголии и других стран позволили собрать богатейшие коллекции палеонтологического материала, часть которого демонстрируется в экспозиции Музея.
Четыре экспозиционные зоны Музея, включающие в себя шесть залов, последовательно вводят в таинственный мир древних животных и растений, начиная с самых древних и кончая практически современными. В каждом зале перед посетителями предстают не только характерные для определенного геологического времени группы организмов, но и наиболее интересные фаунистические комплексы.