第壹層是“華夏之光”，這壹層主要介紹中國古代的科學技術和發明。
第二層是“探索與發現”，這壹層分為A、B兩廳，A廳主要介紹物質、電磁、宇宙等方面的科學知識，B廳則主要介紹數學、聲音、生命等方面的科學知識。
第三層是“科技與生活”，這壹層分為ABCD四廳，分別介紹健康、農業、交通、機械以及信息技術等與生活相關的科學知識。
第四層是“挑戰與未來”，這壹層也分為AB兩廳，A廳介紹新能源，B廳則介紹海洋、克隆技術、太空等科學與挑戰。
此外，除了主展廳外，還有壹個獨立的主題展廳，即位於壹層西大廳的兒童科學樂園，這個展廳主要適合3至10歲的兒童參觀。