中國科學技術館常設展覽以「創新 和諧」為主題，以激發科學興趣、啟迪科學觀念為目的，努力為公眾營造從實踐中學習科學的情境，通過互動、體驗等方式，引導公眾進入探索與發現科學的過程。
展覽展示中國古今重要科技成就及其在經濟、社會、文明發展中的作用，展示古代中國文明與世界文明的互動、交融，展示當代中國通過創新促進和諧的科學發展之路；展現自然規律的和諧之美，揭示物質世界的基本運動規律及相互之間的關係，展示人類通過科技創新逐步加深對於自然規律的認識過程；展示在人類發展過程中最能體現科技與經濟、社會互動關係和代表未來科技發展方向的內容，揭示科技創新對改變人類生活、推動經濟發展、促進社會進步、開拓美好未來的巨大作用；展示與資源、環境、生態和可持續發展問題密切相關的內容，揭示人類、科學、技術、自然之間的相互關係，傳播科學的資源觀、環境觀、生態觀。
常設展覽包含五大主題展廳，分別為「華夏之光」、「科學樂園」、「探索與發現」、「科技與生活」、「挑戰與未來」。
「華夏之光」展廳展示了中國古代科技成就及其對世界文明進步所產生的重要影響。在人類發展的歷史長河中，古老的中國曾經在自然科學和工程技術領域取得了輝煌的成就，對中華民族的繁衍生息和社會發展起到至關重要的作用。其中有的創造發明還遠播到世界各地，並與其他文明相互交融、相互激蕩，為推動人類社會的進步做出了巨大的貢獻。展廳設有序廳、中國古代的科學探索、中國古代的技術創新、華夏科技與世界文明的交流、體驗空間五個主題展區，讓觀眾在世界科技發展的宏觀視角下感懷中華民族的智慧和創造。
「科學樂園」主題展廳為10歲以下兒童設置，展示適合兒童身心發展的科技內容，注重兒童和家長的互動，讓兒童在展覽和遊戲中體驗探究的樂趣，激發好奇心，培養對科學的熱愛。「科學樂園」下設九個主題展區，分別為歡樂農莊、戲水灣、科學城堡、山林探秘、安全島、表演活動場、我們齊動手、認識自己、創意工作室。「科學樂園」為觀眾提供科學表演、造紙體驗等多種教育活動，使兒童在動手中潛移默化地感受到科學的奧秘。
「探索與發現」展廳位於主展廳二層，包括A、B兩個展廳，主要展示了近代以來在基礎科學領域的探索與發現成果，同時也體現了人類在探索科學歷程中的科學思想和科學方法。A廳設有物質之妙、光影之絢、電磁之奧、運動之律、宇宙之奇五個展區，B廳設有數學之魅、聲音之韻、生命之秘三個展區，分別展現了在化學、電磁、光學、力學、天文學、數學、聲學、生命科學等領域的探索過程及取得的重大成果。多種多樣的展現形式和互動手段可以讓觀眾在參觀體驗的過程中領略到科學精神，享受探索與發現的樂趣。A廳還設有電磁表演和大氣壓強兩個主題的常設實驗表演以及高壓放電的定時演示項目供觀眾選擇觀看。
「科技與生活」展廳位於主展廳三層，包括A、B、C、D四個展廳。各展廳展項緊密圍繞與我們生活息息相關的衣、食、住、行，展示了現代科技是如何影響和改變人們的日常生活的，以及在生活中孕育著的科技創新與發展。A廳設有衣食之本、健康之路和氣象之旅三個展區。衣食之本展區以農業生活和田園風光為主要設計場景，為觀眾展示了我國作為一個農業大國的發展現狀，引導觀眾關注農業問題。健康之路展區以人體環境和生活環境相互結合的形式引導觀眾正確理解健康並且倡導健康的生活方式。氣象之旅展區圍繞「公共氣象、安全氣象、資源氣象」的發展理念，展示千變萬化的氣象現象、不同的氣象觀測設備、氣象預報的製作以及氣象與人們日常生活的關係。B廳居家之道展區展示了家具用品和家用電器、服裝面料及加工技術、綠色住宅等，向觀眾介紹了日常家居中的科技。C廳信息之橋展區主要展示了信息技術的發展歷程及信息技術進步給人們生活帶來的改變與影響。D廳設有交通之便和機械之巧兩個展區，通過場景設計、機構展示以及操作互動等方式，生動、直觀地展示了交通、機械方面的技術成就。
「挑戰與未來」展廳位於主展廳四層，包括A、B兩個展廳，主要展示人類面臨的重大問題與挑戰，展示科技創新對可持續發展的貢獻，展示人類對未來生活的暢想。依據「挑戰——解決方案——未來」的線索，以全球面臨的重大挑戰引發人們對可持續發展的關注，以影響人類社會發展進程的重要領域中的科技創新與應用反映人類面對挑戰的各種努力，激勵公眾積極應對挑戰、共創和諧未來。A廳設有地球述說、能源世界、新型材料三個展區，向觀眾介紹了地球面臨的各類環境問題和危機，以及為了應對各種危機在新型能源開發和新型材料應用方面的科技成就。B廳設有基因生命、海洋開發、太空探索三個展區，向觀眾介紹了基因工程、海洋及海洋資源的開發利用以及太空探索等方面的科技成就。A廳設有能源實驗室，演示精彩的低溫液氮實驗及神奇的超導磁懸浮現象。B廳設有海洋表演臺，進行與水的性質及特點有關的實驗表演。
通過互動式展品的體驗、參與多場展廳教育活動，您將收穫到更多的科學技術知識。除常設展覽外，中國科學技術館提供了豐富多彩的教育活動，以及短期展覽活動，期待您的參與。中國數字科技館帳號將持續為您發布最新活動諮詢。