西北大学地质学系收藏有全国高校内规模最大、采集历史近八十年的脊椎动物化石库。本陈列室集中展示了该化石库的精品化石和西北大学古脊椎动物学的学科发展史。通过系统展示中国北方、特别是黄河中游及黄土高原中部地区晚中生代至新生代完整的十二个动物群化石序列,揭示区域动物群对气候环境变化的响应与协同演化规律。是一个集学术研究、实验教学、和科学传播于一体的综合性平台。