La rehabilitación del Museo Martorell se enmarca en las actuaciones previstas en el Plan de ciencia 2020-2023, con el objetivo de desarrollar un proyecto urbano y científico de la Ciutadella del Conocimiento, y que incluye también el Mercado del Pescado o el espacio de divulgación científica Barcelona Mar de Ciencia.
Más que un espacio expositivo Una Vez se haya llevado a cabo la rehabilitación, el Museo Martorell abrirá las puertas al grande público, con una exposición permanente sobre la relación del ser humano con la naturaleza utilizando, como hilo conductor, la evolución de los museos de ciencias naturales desde los gabinetes de curiosidades hasta la actualidad.
También habrá espacio para el Centro de Documentación del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona, que albergará toda la colección documental del Museu de Ciencias Naturales procedente de los museos de Zoología y Geología y estará abierto a todos los públicos. Además, el equipamiento dispondrá de un espacio de interpretación del parque de la Ciutadella y otros espacios para actividades.
Un edificio con historia El Museo Martorell, ubicado en el parque de la Ciutadella, es el más antiguo de los que forman el conjunto de equipamientos museísticos que configuran el Museo de Ciencias Naturales de Barcelona, que también integran la sede científica en el Castillo de los Tres Dragones, el Jardín Botánico, el Jardín Botánico Histórico y la sede del museo en el Foro.
El edificio del Museo Martorell, de estilo neoclásico y bien de interés local, se construyó entre los años 1879 y 1882, y es obra del arquitecto Antoni Rovira i Trias. Durante los primeros años sirvió para exponer la biblioteca y las colecciones que legó Francesc Martorell en la ciudad.
En la actualidad el museo custodiaba las colecciones de geología y paleontología, así como la biblioteca especializada en estas disciplinas.