北京天文馆由三个主要部分组成：北京天文馆老馆、新馆以及北京古观象台。新馆毗邻现存的老馆建筑，于 2001 年始建，并于 2004 年第四季度完工，建筑总面积 20,000 平方米。新馆最吸引游人的部分包括：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、大众天文台等。这些剧场和展厅使用数字化节目和高清 (HD) 视频，向游人展示了一个神奇、美妙的浩渺星际。