太空探索馆展示的内容以中国航天的三个里程碑(即“两弹一星”、“载人航天”和“探月工程”)为核心主线，将整个展馆的展示内容划分成“序厅”“飞天史话”、“中国航天的起步”、“中国的人造卫星”、“中国的载入航天”、“探月工程”、“航天的未来”等几大展示区域，全面展示中国航天科技的发展状况和未来的发展方向。

    该馆通过仿真模型、实物、图文、“声电光”一体化高科技展示手段以及多媒体资料等形式，在介绍火箭应用原理同时，向参观者展示中国自行研制的“长征系列”运载火箭、国产气象、资源、通信探测等系列卫星及神舟号载人航天器。还通过图片和模型介绍了国外的运载火箭及15I船、航天飞机、空间站等等。同时还建有月球表面沙盘，上面有月球车、登月舱等模型。馆内还有侦察卫星的返回仓实物，返回仓1000多平方的降落伞实物，火箭发动机实物等等。有仿真宇航服，可供游客试穿、拍摄。让参观者了解我国“神舟号”载人飞船的最新动态，了解我国独立进行的月球探索工程——“嫦娥计划”，了解人类对太空探索活动情况，体验并了解世界航天科技的发展现状及未来航天科技的发展方向。