北京天文馆位于西城区西直门外大街南侧138号，北京动物园对面，面积20000平方米。北京天文馆1954年动工兴建，落成于1957年9月29日，同年10月1日正式对外开放，是中国第一座大型天文馆，目前仍是大陆唯一的大型专业天文馆。建馆以来，共接待观众1500万人次。

 北京天文馆分天象厅、门厅、讲演厅、展览厅、天文台、天文广场、气象台等部分。天象厅又名星空放映室，屋顶呈半球形，直径23.5米，设600座位。中心部位装天象仪一架，它可以把满天星斗和其它有趣的天文天象，生动活泼的放映在白色的圆顶银幕上，使人们了解有关的天文科学知识，并能欣赏大自然美景，宇宙奇观。放映的天文图象有本洋星座的图像和我国古代星座的图象等。

北京天文馆是一座以普及天文知识为主的科学普及教育机构，在我国科技活动中发挥着其他科学活动台站不可替代的作用。它是目前全国最大的了解天体、宇宙发展历史的场馆，是青少年探索科学奥秘的基地。

 北京天文馆新馆于2001年年底开工，2003年初主体结构封顶。新馆总高近30米，建筑面积2万多平方米，由地下两层和地上五层组成。新馆设施包括数字太空剧场、立体动感天文影院、4D立体动感影院、太阳观测台、大众天文台等。