上海科技館共有11個常設展區和2個特別展覽。
1、生物萬象：表現生物多樣性；
2、地殼探祕：體驗各種地質變化；
3、智慧之光：表現多學科基本原理和典型現象；
4、彩虹兒童：樂園兒童體驗科學樂趣；
5、設計師搖籃：強調“好主意”是創意之源；
6、地球家園：倡導人與自然和諧統一、同生共榮；
7、信息時代：表現信息技術引領社會巨大變革；
8、機器人世界：體驗人工智能應用技術飛速發展；
9、探索之光：揭示人類破解物質和生命之謎；
10、人與健康：探索人體奧祕、傳播健康理念；
11.宇航天地：展現人類實現飛天夢想足跡；
12.動物世界特展：表現五大洲野生動物原生態；
13.蜘蛛特展：突現蜘蛛奇特生活方式。
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采長廊。由IMAX立體巨幕、球幕、四維和太空數字四大高科技特種影院組成了國內建成最早、功能最全的上海科技館科學影城。
