自然山水展区位于展馆二层，布展面积400平方米，空间层高3米。突出“不忘本来”主线，强调“亘古山水大地史诗”主题，渐次展开一幕宁静、和谐、美丽“自然本底画卷”。主要分为“地势演变”“地理枢纽”“重庆的山”“重庆的水”“山水胜境”“山水地名”“山水诗歌” 八个篇章。
地势演变
展示了重庆在漫长的时期里经历了多期次的沉积和地质构造运动，发生了沧海桑田的变迁，形成了独具特色的山城重庆。
地理枢纽
展示了重庆山水单元在与全国总体地理格局的关系，从地质构造，山水格局，地理方位，多样生物四个方面展现了重庆独特而重要的作用。
重庆的山
展示了世界上独一无二的褶皱地貌奇观，平行岭低山区；世界上著名的岩溶地貌景观带，喀斯特中低山区；中国地势第二、三级阶梯分界线，巫山阴条岭。这些景色赋予了重庆“山清水秀，美丽之地”的独特景观魅力。
重庆的水
展示了重庆水系发达，山川河流交错纵横。市域内流域面积100平方公里以上的河流274条，境内河长691公里的长江干流由江津区石蟆镇入渝，至巫山县培石乡出境，自西向东横贯全境，境内河长152公里的嘉陵江与境内河长223公里的乌江映带左右，全域5300余条大小江河源起经汇，奔淌出“一干二骨七支”的江河格局。
山水胜境
展示了重庆的山水景色，重庆山环水绕，江峡相拥，造就了许多的山水胜迹。唐宋成“八景”，清朝时任巴县知县王尔鉴更为“巴渝十二景”等。
山水地名
展示了重庆山水衍生出的山水地名，地名的命名方式，以及在重庆的分布情况。
展示了与山城相关的诗，词，歌等，重庆是著名山城，古代文人墨客多钟情于此，留下了不少描写重庆山水的古诗词。
