上海科技馆共有11个常设展区和2个特别展览。

1.生物万象：表现生物多样性；

2.地壳探秘：体验各种地质变化；

3.智慧之光：表现多学科基本原理和典型现象；

4.彩虹儿童：乐园儿童体验科学乐趣；

5.设计师摇篮：强调“好主意”是创意之源；

6.地球家园：倡导人与自然和谐统一、同生共荣；

7.信息时代：表现信息技术引领社会巨大变革；

8.机器人世界：体验人工智能应用技术飞速发展；

9.探索之光：揭示人类破解物质和生命之谜；

10.人与健康：探索人体奥秘、传播健康理念；

11.宇航天地：展现人类实现飞天梦想足迹；

12.动物世界特展：表现五大洲野生动物原生态；

13.蜘蛛特展：突现蜘蛛奇特生活方式。

在公共空间还有中国古代科技和探索者两个浮雕长廊以及院士风采长廊。由IMAX立体巨幕、球幕、四维和太空数字四大高科技特种影院组成了国内建成最早、功能最全的上海科技馆科学影城。