馆内最有特色的是天文知识展览，展厅分二层，以顶层的宇宙剧场为主体。剧场是一个球体建筑，外观酷似宇宙中的天体形状，在全天域穹幕上，由计算机生成的三维图像和投影画面可演示天体的运行和各种宇宙现象，置身其中，人们仿佛在太空漫游，周遭的星辰、陨石几乎触手可及，感觉十分奇秒。

    在通往宇宙剧场的圆厅内，设有“天文知识画廊”，通过对天文基础知识的普及，帮助人们了解天体、认识太空和探索宇宙。