上海科技馆设有地壳探秘、生物万象、智慧之光、视听乐园、设计师摇篮、儿童科技园、自然博物馆等七个展区和巨幕影院、球幕影院、四维影院、太空影院及会馆、旅游纪念品商场、临展馆、多功能厅、银行等配套设施。
上海科技馆首期对外开放六个展区、一个分馆：体验各种地质变化的地壳探密展区；展现雨林地形、热带植物、奇妙物种及生命奥妙的生物万象展区；少年儿童观察外部世界，参与科技实践活动的儿童科技园；揭示自然规律，演示多种科学现象的智慧之光展区；强调“好主意”是创新之源的设计师摇篮展区；展示现代信息和影视技术的视听乐园展区；陈列3000余件的人类、动物、古生物珍贵标本，讲述生命传奇的自然博物分馆。大到宇宙苍穹，小到生物细胞，众多科学原理和科技成果在这里得到声情并茂的展示，给游人以启迪和教育。此外，还有给人以全新感受和强烈震撼的imax立体巨幕影院、球幕影院以及四维影院。
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