1、 西安世博园有四大主题展馆：长安塔、自然馆、儿童萌宠馆和珍宝博物馆。
2、 长安塔是西安世博园内的观景塔，位于世博园内小终南山上，塔高九十九米，明七暗六十三层，由建筑大师张锦秋院士设计，在设计上保持了隋唐时期方形古塔的神韵，同时增加了现代元素，既体现了中国建筑文化的内涵，又彰显出时尚现代的都市风貌，是生态建筑的实践和示范。塔内展出有藏传佛像、西藏唐卡、玉佛石刻及古陶等。
3、 自然馆，位于长安塔东侧是西安世博园内的植物温室，主要展示来自世界上不同地域不同气候带的植物及生态景观，根据植物生长特性的不同分为热带雨林区、沙生植物区和珍奇植物区。
4、 珍宝博物馆，位于先世博园主轴线上， 整个展馆结合码头和周边场地进行设计，建筑布局呈“王”字型，由三翼不规则几何体组成，青铜金属、石材及花园式种植屋面等不同饰面的无规则衔接处理，形成了错落有致、内涵丰富的艺术效果。主要展示有红山文化古玉、名人字画、矿物晶体及古生物化石等。
5、 儿童萌宠馆： 位于西安世博园秦岭园内，简称“萌宠馆”，由动物欢乐谷、猴山、熊乐园、鸟语林等四个场馆组成。 馆中的动物笼舍与活动场地力求与周边自然地形巧妙结合，尽量做到藏而不露，露而不显。