北京天文館位于西城區西直門外大街南側138號，北京動物園對面，面積20000平方米。北京天文館1954年動工興建，落成于1957年9月29日，同年10月1日正式對外開放，是中國第一座大型天文館，目前仍是大陸唯一的大型專業天文館。建館以來，共接待觀眾1500萬人次。

 北京天文館分天象廳、門廳、講演廳、展覽廳、天文臺、天文廣場、氣象臺等部分。天象廳又名星空放映室，屋頂呈半球形，直徑23.5米，設600座位。中心部位裝天象儀一架，它可以把滿天星斗和其它有趣的天文天象，生動活潑的放映在白色的圓頂銀幕上，使人們了解有關的天文科學知識，并能欣賞大自然美景，宇宙奇觀。放映的天文圖象有本洋星座的圖像和我國古代星座的圖象等。

北京天文館是一座以普及天文知識為主的科學普及教育機構，在我國科技活動中發揮著其他科學活動臺站不可替代的作用。它是目前全國最大的了解天體、宇宙發展歷史的場館，是青少年探索科學奧秘的基地。

 北京天文館新館于2001年年底開工，2003年初主體結構封頂。新館總高近30米，建筑面積2萬多平方米，由地下兩層和地上五層組成。新館設施包括數字太空劇場、立體動感天文影院、4D立體動感影院、太陽觀測臺、大眾天文臺等。