Das Museum ist im so genannten „Maximilianischen Amtshaus“ an der Nordostecke der Bozner Altstadt untergebracht. Erstmals wird der spätgotische Bau im Jahre 1500 erwähnt, als Kaiser Maximilian I befiehlt, das von ihm erbaute neue Amtshaus in Bozen zu vollenden und das Dach einzudecken. Das Gebäude diente in den folgenden Jahren der Verwaltung der Einkünfte an der Etsch. Im Laufe der Jahrhunderte diente es dann verschiedenen Nutzungen, vornehmlich als Verwaltungsgebäude. Historische Strukturelemente sind im Innern des Hauses nur spärlich erhalten geblieben. Von besonderem Reiz ist aber der ebenerdig gelegene gotische Gewölbesaal, wo gewöhnlich die Sonderausstellungen stattfinden. Daneben sind uns zwei gotische Holzdecken, einige Spitzbogendurchlässe und zwei bemalte Wappenschilder im Kreuzgewölbe eines Erkers überliefert. Das sich im Besitz des Staates befindliche Gebäude wurde im Jahr 1973 durch das Land Südtirol übernommen und es entstand allmählich die Idee im „Amtshaus“ das geplante Naturhistorische Museum unterzubringen. Im Jahr 1989 wurde das Ausführungsprojekt genehmigt und es begannen anschließend die Umbauarbeiten. Im März 1997 wurde das Museum mit einer Sonderausstellung erstmals für das Besucher-Publikum geöffnet. Zweieinhalb Jahre später sind auch die Dauerausstellungsräume fertig gestellt und für Besucher zugänglich gemacht worden.