Với diện tích khoảng 58.600 m2, đây là cung thiên văn lớn nhất thế giới về quy mô xây dựng. Bảo tàng là một chi nhánh của Bảo tàng Khoa học và công nghệ Thượng Hải. Các triển lãm tới đây của bảo tàng sẽ bao gồm trưng bày khoảng 70 thiên thạch, là các thiên thạch từ Mặt Trăng, Sao Hỏa và tiểu hành tinh Vesta, cùng hơn 120 bộ sưu tập hiện vật gắn liền với công trình của các nhà thiên văn học lỗi lạc Isaac Newton, Galileo Galilei và Johannes Kepler.
Một số mẫu đất trên Mặt Trăng do tàu thăm dò Mặt Trăng Thường Nga - 5 (Chang'e-5) của Trung Quốc mang về cũng sẽ được trưng bày tại đây.
Ngoài ra, trong bảo tàng cũng lắp đặt một kính thiên văn ứng dụng công nghệ quang thích ứng và kính thiên văn một mét tiêu cự kép nhằm phục vụ công tác nghiên cứu khoa học và phổ biến khoa học. Các công nghệ trực quan hóa dữ liệu, thực tế tăng cường, thực tế ảo và sinh trắc học được giới thiệu để giúp khách tham quan có được kiến thức khoa học và thiên văn thông qua sự tương tác.
