基本陳列
基本陳列由六個部分組成：第一部分介紹中華農業文明的起源；第二部分展示傳統農業技術體系的創立與發展；第三部分為中國農業制度的歷史演變；第四部分為中國傳統農業在世界農業發展中的地位和影響；第五部分為豐富多彩的鄉村生活與農業文化；第六部分為南京農業大學校史陳列，以實物、圖片和文字展示南農人傳承薪火、繼往開來的奮鬥精神。主要藏品
中華農業文明博物館主要藏品有古代農業生產工具1000餘件、原版古農書346部3000餘冊、古代農業生活和文化用品、古代農業作物和動物標本，以及國內和國外各類土壤標本等等。其中明代嘉靖馬直卿刻本《齊民要術》、崇禎平露堂刻本《農政全書》、明刻本《唐宋白孔六帖》、明刻本《花史左編》等15種被國務院古籍整理小組列為善本古籍。
文物徵集
中華農業文明博物館為使展品豐富，博物館自2003年9月就開始向全國進行文物徵集，徵集地區主要集中在黃河文明發源地的陝西、山西、山東和長江文明發源地的江蘇、浙江等地，現已徵集到文物數百件。其中包括6000多年前的石器、石刀、石斧，7000多年前碳化的種子，8000多年前馴養家禽的骨骼等實物展品。此外，還有大量的模型、豐富多彩的實景圖片和眾多反映農田耕作、民風民俗的名家作品展出。有趣的文物有很多：有一件國家一級文物東漢陶水田，除了形象地顯示出種著莊稼的田塊被分割成不同形狀，還能看到田裡有一隻烏龜和一條黃蟮。而一個漢代陶灶台上不僅有水瓢、刷子、燒火鉤、魚、雞，還有一隻鬼鬼祟祟的偷油老鼠。一隻釉陶樽罕見地用了博山爐式的蓋子，崇山峻岭中有熊、虎、狼等古代的吉祥獸，樽腳則是三隻憨態可掬的小熊。而清代蘇州土地廟中的一對木質彩繪土地公公、土地婆婆看起來慈眉善目，土地公公戴著圓形的員外帽，留著白鬍子，右手還拿著一隻元寶，胖乎乎的土地婆婆身著彩衣，雙手籠在寬大的袖子裡。此外還有些勞動工具和生活用品，反映我國古代農業科技和文化的發展。
鎮館之寶
中華農業文明博物館據南農大人文社會科學院院長、農博館館長王思明介紹，農博館的鎮館之寶有三樣，一是春秋戰國時期的雞蛋，這恐怕是全世界“年齡”最大的雞蛋了。出土時它們裝在一個陶壇里，因為歷經2000多年的時光，變得非常脆弱，博物館只去除了陶壇內很淺的一層土，露出六七隻雞蛋，其它的仍土封存在陶壇的泥土中，因此罈子里到底有幾隻雞蛋，他們也不知道。另一樣則是一套8本的明嘉靖刻本《齊民要術》，距今已有480年歷史，這是我國現存最早、最完整的一部農書，全國只有兩套，另一套存放在上海博物館。第三樣是我國最早的一支青黴素，是由樊慶笙先生在上世紀40年代從國外帶回菌種、並研製成功的，一經投產立即運用到抗日戰爭中，救治了無數中國軍民。
