上海科技館以“天地、生命、智慧、創(chuàng)造、未來”等五大展館為基本內(nèi)容，以人、科技、自然三者關(guān)系為主題，成為兼具展示與教育、科研與交流、收藏與制作、休閑與旅游等四大功能的新型科技中心。

上海科技館由天地館、生命館、智慧館、創(chuàng)造館、未來館等五個主要展館和臨展館組成，設(shè)有地殼探秘、生物萬象、智慧之光、視聽樂園、設(shè)計師搖籃、兒童科技園、自然博物等七個展區(qū)和立體巨幕、球幕、4D等三個影院。

一層，有表現(xiàn)生物多樣性的“生物萬象”展區(qū)，有表現(xiàn)五大洲野生動物原生態(tài)展示的“動物世界特展”，有體驗(yàn)各種地質(zhì)變化的“地殼探秘”展區(qū)，有表現(xiàn)多學(xué)科基本原理和典型現(xiàn)象的“智慧之光”展區(qū)，有兒童體驗(yàn)科學(xué)樂趣的“彩虹兒童樂園”展區(qū)，和強(qiáng)調(diào)“好主意”是創(chuàng)意之源的“設(shè)計師搖籃”展區(qū)。

二層，有突現(xiàn)蜘蛛奇特生活方式的“蜘蛛特展”，有倡導(dǎo)人與自然和諧統(tǒng)一、同生共榮的“地球家園”展區(qū)，有表現(xiàn)信息技術(shù)引領(lǐng)社會巨大變革的“信息時代”展區(qū)和體驗(yàn)人工智能應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展的“機(jī)器人世界”展區(qū)。

三層，有揭示人類破解物質(zhì)和生命之謎的“探索之光”展區(qū)，有探索人體奧秘、傳播健康理念的“人與健康”展區(qū)和展現(xiàn)人類實(shí)現(xiàn)飛天夢想足跡的“宇航天地”展區(qū)。在公共空間還有中國古代科技和探索者兩個浮雕長廊，以及院士風(fēng)采長廊。由IMAX立體巨幕、球幕、四維和太空數(shù)字四大高科技特種影院組成了國內(nèi)建成最早、功能最全的上海科技館科學(xué)影城。