自贡恐龙博物馆修建于世界著名的恐龙化石产地——大山铺，占地面积101.33亩，是中国西南地区规模最大的博物馆，也是目前世界上最具特色的专门遗址性博物馆。
有名的盐都——四川自贡，是我国重要的恐龙化石产地。在侏罗纪（2.1亿～1.35亿年前）时期，这里的陆地层相当繁荣，恐龙化石就掩埋在侏罗纪早、中期陆地层中，然而这一时期的恐龙化石正是世界恐龙研究中的薄弱环节，所以自贡的恐龙化石对于人类研究恐龙的演化起着重要的作用。
闻名中外的自贡市大山铺恐龙化石遗址，距自贡市中心11千米。1972年该遗址被发现后，现已陆续挖掘出大量珍贵的恐龙化石，是一个极为少见的化石宝库。经过科研人员的勘查，在大山铺恐龙化石遗址处发现的恐龙化石富集区达1.7万平方米，分为3、4个小层。在仅两个800多平方米范围内就发掘出恐龙个体化石近百个，有30多具完整和较完整的恐龙骨架，其恐龙动物群共有3个纲、11个目，15个科，近20种。
另外，还出土了一批珍贵的伴生动物化石，这其中有相当一部分是新属新种，有亚洲第二长龙——长达20米的蜥脚恐龙——植食性长颈椎动物、凶猛的食肉性恐龙、身体矮小的鸟脚类恐龙以及一些罕见的原始剑龙等。这类化石无论是在国内还是国外，在同一地质时期的地层中都极为少见，具有很高的科研价值和游览观光价值，为研究恐龙及古爬行动物的分类、生态、生理、生活、演化规律以及古地理、古气候和中生代地学等提供了宝贵的实物依据，成为世界中侏罗纪化石研究的重要场所。自贡恐龙博物馆因此被誉为“恐龙群窟，世界奇观”、“中国的国宝”。
