北京天文馆位于北京西直门外大街，国家级自然科学类专题科学博物馆。主要通过人造星空模拟表演，举办天文知识展览，编辑出版和发行天文科普书刊，组织进行大众天文观测等形式向公众宣传普及天文学知识。除此之外，还根据不同层次的青少年学生经常性地组织举行天文讲座、天文培训、天文奥赛、知识竞赛和天文科技夏（冬）令营等各种科普活动，引导和培养学生们对自然科学的兴趣和爱好。北京天文馆已经成为我国向公众，特别是青少年公众开展天文科普宣传、教育的主要阵地。1995年以来，天文馆先后被定
名为国家和市、区级科普教育基地、科学与和平教育基地、青少年爱国主义教育基地等，并多次被评为国家和市级“科普先进集体”荣誉称号。

该馆分A馆和B馆两大部分：A馆始建于1955年，1957年建成开放。总建筑面积约7000平方米，主要开放设施有天象厅；展览厅；影视报告厅和大众天文台。A馆天象厅于2008年7月11日改造后重新开放。内设400席座位，厅内安装德国蔡司9型天象仪，美国Sky-Skan公司的全天域数字投影系统，和4台辅助激光投影器，4台喷雾发生器以及13.1声道的环绕声系统。这样的超级组合，使北京天文馆天象厅成为世界上最先进的天象厅之一。西展厅为《玩转星空》展览，东展厅为《伽利略望远镜--改变世界的工具》展览。

新馆于2001年底在天文馆原址上动工兴建的，总建筑规模20000平方米，已于2004年的第四季度建成开放。主要的公共开放设施有：数字化宇宙剧场、3D动感天文演示剧场、4D动感影院、天文展厅、太阳观测台、大众天文台、天文教室等。宇宙剧场，容量200席座位。引进国外先进的数字化天文放映设备，它由大型图形工作站和ADLIP激光投影设备组成，能生动形象地演绎壮丽的星空景象和人类探测太空的壮举。3D和4D动感天文剧场，其容量分别为48席和196席座位。这两个剧场的演示功能是对宇宙剧场功能的一种补充和延伸。它们以其强烈的动感、特殊的视听合成效果为观众营造出很强的临场感、震撼力氛围。

太阳展示厅，展览面积300米，以展出太阳和太阳系内容为主。主要展项内容有从太阳真空望远镜观测接收而来的1.8米太阳白光投影像；174毫米手描太阳黑子白光全日面投影像；艳丽多彩的太阳光谱投影像；太阳白光、太阳色球全日面和太阳局部活动区的CCD电视图象等。以“快乐探寻宇宙奥秘”为主题的新馆二期展览也于2006年7月6日正式对外开放，本次展览分为15个展区，展示内容十分丰富。大众天文台，内置一台口径为40厘米的光学折反式天文望远镜。主要用于和满足观众、青少年学生对天文观测与教学实践活动的需要。