本次展览将展出53件31种在中国发现的早期哺乳动物化石，其中包括23件模式标本。展品来自国内11家大型博物馆及化石收藏机构，历年来中国研究人员依托这些标本取得了许多重要学术成果。
「中生代」（Mesozoic）指距今2.51亿年前至6600万年前的地质时代，包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪。以恐龙为首的爬行动物曾是中生代的霸主，6600万年前地球爆发灭绝事件，绝大多数恐龙都在这一事件中灭亡，而哺乳动物凭借较小的体型得以生存，成为陆地上占支配地位的动物。
展览将回顾近年来中生代哺乳动物演化研究进展，重点关注我国东北部地区的「燕辽生物群」和「热河生物群」等发现，包括已知最早的真兽类哺乳动物化石，以及具有树栖、水生、地穴生活或滑翔等行为特征的多种早期哺乳动物化石。
部分展品
欧亚皱纹齿兽（Rugosodon eurasiaticus），距今约1.6亿年，发现于辽宁建昌县
体型与老鼠相近，能够快速奔跑，以树叶、种子、昆虫等为食。
双钵翔齿兽（Vilevolodon diplomylos），距今约1.6亿年，发现于河北青龙县
颈部、前后肢和尾椎之间有皮膜和毛发相连接，锁骨与间锁骨演变愈合成 Y 形，推测具有空中滑翔的能力。
短指挖掘柱齿兽（Docofossor brachydactylus），距今约1.6亿年，发现于河北青龙县
前肢骨骼强壮，手爪骨呈铲形，显示出很强的挖掘功能，是第一例被证实的具有地穴型特化生活方式的原始哺乳动物。
宋氏仙兽（Xianshou songae），距今约1.6亿年，发现于辽宁建昌县
是一种树栖哺乳动物，可以灵活攀援，脚上还长有毒刺，以昆虫和坚果为食。
攀援灵巧柱齿兽（Agilodocodon scansorius），距今约1.65亿年，发现于内蒙古宁城县
已知最早、最原始的攀援树栖型哺乳动物，特化的门齿和臼齿表现出杂食性和植食物性哺乳动物的特征。
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