西溪博物馆由序厅、中国湿地展馆和西溪湿地展馆三大部分组成。

序厅介绍湿地基本知识和世界经典湿地。

中国湿地展馆是湿地博物馆的最主要部分，主要介绍中国湿地的类型、特点、国内重要湿地及我国开展湿地保护工作的成果。

西溪湿地馆重在突出西溪湿地的个性，城市湿地、次生湿地、人工湿地和人文湿地，主要阐述西溪湿地的历史变迁及其文化，西溪湿地资源状况。