北京天文馆分A馆和B馆两大部分。
A馆天象厅是中国大陆地区最大的地平式天象厅，内部设备处于世界领先水平；
B馆（新馆）于2004年底正式建成开放，内有宇宙剧场、4D剧场、3D剧场3个科普剧场，以及天文展厅、太阳观测台、大众天文台、天文教室等各类科普教育设施；
其中，半径为18米的宇宙剧场拥有标准半球全天域银幕，能同时为200名观众呈现立体天幕效果。
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。
在2017年，北京天文馆重评为国家一级博物馆。
