台湾博物馆前身为日本劝业银行台北支店（分行）。日本劝业银行于1923（大正12）年1月12日在台北正式成立分行，以开垦、土木、水利及农业资金融通为主要业务，是当时唯一办理不动产及拓殖金融的银行。因融资业务拓展、经营范围扩大，遂耗费巨资于现址另建新厦，于1933（昭和8）年落成。二次世界大战结束后，我国政府接收原日本劝业银行在台五处支店，于1946（民国35）年9月1日改组为公营的台湾土地银行，并以此地为土银总行。

历经多年使用、数度修缮改建，其内部空间已与1933年落成时大异其趣。1991（民国80）年5月24日，内政部指定本建筑物为第三级古迹（今台北市定古迹）「劝业银行旧厦」。至2005年「台湾博物馆系统计划」在行政院、文建会的支持下成案，土地银行遂与台湾博物馆合作，由台博馆负责古迹修复及后续营运管理，并定位为「自然史博物馆」。

从劝银到土银，这座厚实稳重的银行建筑物历经70余年岁月，在2009年底蜕变为博物馆后，不但得以延续过往的荣光，更成为台湾的金融史、经济史、建筑史、工艺史以及博物馆发展的具体实证。