上海天文馆（上海科技馆分馆）位于浦东新区，是上海市政府投资兴建的大型科普场馆，也是全球建筑面积最大的天文馆。上海天文馆以“塑造完整宇宙观”为愿景，努力激发人们的好奇心，鼓励人们感受星空，理解宇宙，思索未来。天文馆于2012年开始筹建，2016年建设施工，2021年7月建成正式对公众开放。

上海天文馆占地面积5.8万平方米，建筑面积3.8万平方米。天文馆有圆洞天窗、倒转穹顶和球幕影院构成“三体”结构的主建筑及望舒天文台、羲和太阳塔等建筑。天文馆配有65厘米自适应光学太阳望远镜、一米双焦点望远镜、23米直径多功能超高清球幕影院、高级光学天象仪等四大专业级天文观测及天象演示设备，共有300余件展品，其中包括随州石陨石、鄄城陨石等约70件陨石样本，牛顿的《自然哲学的数学原理》英文版第一版（1729年）等超过120套文物藏品。天文馆以“连接人和宇宙”为展示主题，开设了家园、宇宙、征程、中华问天、好奇星球、航向火星等六大常设展区。

20世纪70年代时上海市开始计划筹建天文馆，并为此安排了人员到北京师范大学天文系培训等。90年代，叶叔华、谈家桢等学者向上海市领导建议“上海应建科技城，其中当有天文馆”。然而上海科技馆2001年建成时并没有设立专门的天文展区。2010年，著名天文学家叶叔华院士再次向上海市领导建言兴建天文馆并获得高度重视。

2012年，上海天文馆筹建工作正式启动。成立了以上海科技馆为建设主体、中科院上海天文台为专业技术支撑的建设工作小组，完成了项目的主题框架、功能定位、项目选址调研等相关工作。2014年1月获得上海市发展和改革委员会立项批复，2015年-2016年项目可行性研究报告、初步设计方案及概算等获得批复。

2016年11月，上海天文馆（上海科技馆分馆）在临港新城正式开工。

2020年12月，上海科技馆正式成立天文研究中心，由叶叔华院士担任特聘顾问，来自中国科学院国家天文台、上海天文台、中国科学院紫金山天文台、南京大学天文与空间学院、上海交通大学天文系等单位的专家组成专家委员会。

2021年7月18日，上海天文馆建成正式对公众开放，标志着上海科技馆迈入集科技馆、自然博物馆、天文馆“三馆合一”的超大型综合性科学技术博物馆集群发展新阶段。

上海天文馆占地面积5.8万平方米，建筑面积3.8万平方米。上海天文馆建筑方案由美国意艾德建筑事务所和上海现代建筑设计院联合体设计。设计体现了 “天体”及“ 轨道运动”的概念。天文馆包括一幢主体建筑，及魔力太阳塔、青少年观测基地、大众天文台、餐厅等附属建筑。主建筑以弧线始发，一系列螺旋带状物围绕着整个建筑构成“天体运行轨道”，圆洞天窗、倒转穹顶和球幕影院这三个圆形元素构成“三体”结构，相互之间处于动态轨道关系，使得建筑通过太阳光影的变幻成为一台可以展示时间的天文仪器，共同诠释天体运行的基本规律。

另外主建筑外的景观区域还设计了3组螺旋形的绿化带，为星系的旋臂形态，与“星空之境”公园自然衔接，充分体现了建筑与生态的有机融合。

圆洞天窗位于天文馆主建筑的入口，上方是主展览的二层展厅。圆洞的倾斜角度与太阳的高度角相对应，穿过“圆洞”的日光在下方广场上形成光斑，随着太阳在天空中移动，光斑在广场和倒影池中缓缓移动，形成了一个简易的日，记录下时间的流逝。

圆洞天窗采用悬挑结构，悬挑长度36米、最大宽度61米，由于跨度过大，在悬挑端部，结构会带给人群明显的振动感，通过安装了10个1吨的质量调谐阻尼器，确保展厅使用的舒适性。

球幕影院外径30米、内径23米，与临港地区的滴水湖构成比例关系，如果把滴水湖看做是太阳，那么天文馆球幕影院的大小就相当于地球。

球幕影院之所以能打造成“漂浮”在空中的球体，靠的就是球体侧面6个支撑点来“拉”住混凝土壳体，建设中使用了BIM技术严格测算了6个支撑点的位置以及荷载能力。

倒转穹顶为网壳结构，直径40米。用3个巨型水泥柱，布置成倒锥形，然后在椎体顶部和中部设置两道环梁，形成了一个稳定的倒锥台。之后则在顶部设置一个倒置的铝合金网壳，轻轻托起倒穹顶结构。打造了一个观天的地平线，观众可以不受任何周围建筑物的干扰，来观察斗转星移的倒穹顶，设计师将其称为“与天对话的地方”。

上海天文馆主体建筑包括地下一层和地上三层。其中地下一层有临展厅、学术交流室、超新星报告厅、好奇星球、 咖啡吧等；地上一层有天象厅、飞越银河系等两个特色展厅，家园、星闻会客厅、中华问天、航向火星等展厅及球幕影院等；地上二层有假如剧场、VR漫步等两个特色展厅，宇宙及征程两个常设展厅等；地上三层为“倒转穹顶”。

家园展厅：位于北京天文馆一层。展厅设有地球、月球和太阳主题展品，及稀有的月球石陨石、火星陨石、灶神星陨石等约70件著名陨石。“光学天文现象厅”可以观察一年四季、不同纬度的星空以及空中的行星和一些醒目的星团星云。“飞越银河系”剧场”是一个6K动感剧场，剧场主题为乘坐“追光者号”舰船去探索银河系的奥秘。

宇宙展厅：位于天文馆二层。展厅设有“时空”、“引力”、“光”、“元素”和“生命”五个主题区，还有“星际穿越”长廊及“假如剧场”，全景式地呈现宇宙现象及天体演化及运行规律，展现了现代天文学核心概念，参观者还可以与投影装置进行互动。

征程展厅：位于天文馆二层。展厅设有星河、数学实验室和飞天三个主题，展示了影响世界科学发展的著名科学家如牛顿、约翰尼斯·开普勒、伽利略·伽利莱等的原版著作，全球知名的多座望远镜的高仿复制品，以及世界各地的天文台及研究计划，各种天文卫星，中国的嫦娥探月、天空实验室和火星探测计划等。

中华问天：位于天文馆一层。展区设有观象授时、西学东渐及中华天梦三个主题区，展现中国人观天测时所使用的科学仪器和取得的成就；中国天文学从古代模式逐步走向近代天文学的历程，重点介绍了佘山天文台的重要性；现代中国天文发展的最重要历史事件等。

航向火星：位于天文馆一层。以互动体验的方式，观众扮演救援队伍乘坐航天器前往火星执行任务，模拟展现空间航天器交会对接场景，登陆舱上演着陆火星的过程。

好奇星球：位于天文馆地下一层。适合3~8岁儿童参与，跟随主人公小女孩“艾文（Eva）”和外星人UU前往“冰火星”和“花王星”两个系外星球进行宇宙探险。

星火之旅：是2023年2月上海天文馆与波克城市联合推出游戏化线上科普临展，展览以2022年中国成功建设空间站为背景，回顾了中国载人航天工程的历史进程，以“航天员训练内容为线索，将知识科普融入游戏体验。

望舒天文台：位于主场馆外，共有三层，一层为展厅，二层为望远镜控制室，三层是观测圆顶，其中安置有中国最大口径的科普光学望远镜——“双焦点可切换一米望远镜”（DOT）。通过这台望远镜，可以观看月亮，行星等夜空中各种天体。天文台还提供望远镜申请。

羲和太阳塔：塔体共三层，地下一层装有分光光度计系统；地上一层展厅观测区域安装了高级太阳成像演示系统，可供游客观测阳光形成太阳像的过程。地上二层为天文圆顶室，其中装置有直径65厘米的自适应光学太阳望远镜和三个波段直径12厘米的全日面太阳望远镜。

8K球幕影院:影院银幕直径为23米，属于特大型球幕影院，影院同时使用20台投影机，呈现超高清分辨率8K的画面。上映的影片有《苍穹》《看不见的宇宙》《时间旅行》《时间旅行》《苍穹》等。

上海天文馆馆内藏有展品300余件，其中包括月球、火星、灶神星的稀有石陨石及随州陨石、城陨石、长兴陨石、东乌珠穆沁旗石铁陨石、车里雅宾斯克陨石、阿林铁陨石等约70件目击陨石；牛顿、第谷·布拉赫、约翰尼斯·开普勒、伽利略·伽利莱、克里斯蒂安·惠更斯等天文和物理学大师的原版著作，伽利略发明的第一台折射望远镜、牛顿发明的第一台反射望远镜的高仿复制品等120多套文物藏品。还有国家航天局提供的嫦娥五号探测器带回的月球土壤样品、日本艺术家多田美波（Minami Tada）的大型不锈钢雕塑《宇宙》、中国艺术家瞿倩梅的大型综合材料作品《诞生-光明-耀灭》等重要展品。

艾萨克·牛顿的《自然哲学的数学原理》英文版第一版（1729年）：在英国的拍卖会拍卖并经女王陛下政府的国宝审查所获得入馆；牛顿在17世纪晚期发表的《自然哲学的数学原理》中正式提出了万有引力定律，改变人类的历史进程。

随州石陨石：1986年在中国湖北省随州市淅河镇大堰坡乡陨落了新中国成立以来第二大陨石雨，科研考察团队共收集陨石的总质量超过260千克，其中最大的一块陨石重达55千克。随州陨石具有很高的科研价值，中国科学家在随州陨石中发现了谢氏超晶石、涂氏磷钙石等多种新矿物。天文馆收藏的这块随州陨石标本重1647克，是2016年从美国收藏家手中回购而得。

鄄城陨石：1997年山东省甄城县发生了大规模的陨石陨落事件，是新中国成立以来的四大目击陨石雨之一。随后当地人陆陆续续收集了1000多块石陨石，总重量超过100千克，其中最大的一块重约5千克。天文馆收藏的这块鄄城陨石标本重1470克，是2015年从美国收藏家手中回购而得。

阿林陨石：1947年在俄罗斯符符拉迪沃斯托克东北部的锡霍特阿林山脉中发生了一次近百年来唯一的目击铁陨石陨落事件。随后在1947-1950年间，俄罗斯科学院在撞击地点先后收集了大约8500个样本，总计超过23吨。北京天文馆收藏的这块阿林陨石标本重135.7千克。

上海天文馆成立了天文研究中心，主要研究方向为：基于天文观测的研究，包括太阳物理、时变天文及教育引导型课题研究；基于石陨石和文物藏品的研究，包括陨石及行星化学研究、天文学史研究等；基于数字化应用平台的研究。同时为天文馆展教工作提供专业技术服务。

截至2023年4月，上海天文馆参与承担多项课题项目研究，主持《以天文科普推动绿色夜间经济，助力绿色低碳转型》等课题，参与《城市夜天光的天文学探测与能谱分布研究》子课题研究及《面向人居健康的城市光污染控制关键技术装备研究与示范项目》等项目，天文馆还与上海交通大学物理与天文学院、上海南汇中学将联合开展《城市光污染调查》科创实践项目。

上海天文馆组织开展了展区活动、拓展课程、公众活动等各形式社教活动，采取线上线下相结合的方式，构建多维度科普教育模式。其中推出了“银河讲坛”、“Yummy星球”、“飞越卡门线”、“明星导航”、“阿尔伯特·爱因斯坦教室小剧场”、“星空音乐会” 等一系列特色品牌活动，“小伽利略·伽利莱课堂”、“天文馆慕课（Cosmooc）”、“科创第一课” 等特色课程。结合黑洞照片发布、中国空间站建设、流星雨等天文与航天时事热点，上海天文馆还联合各大媒体推出“圆梦空间站·神舟飞船再凯旋”、“航天点亮梦想”、“寻找失去的星空”、“天文馆背后的故事”等特别活动。

上海天文馆将科普教育融入文创开发，推出包含装饰品、服装服饰、生活用品、文具、玩具等种类的文创产品120多款。其中与“连咖啡”的联名产品“天文馆开馆纪念咖啡套装”，荣获2021年第十六届“老凤祥” 杯旅游商品设计大赛“最具商业价值奖”。2022年6月在蚂蚁集团旗下的“鲸探”平台发布了天文馆首批数字藏品“璀璨橄榄石石铁陨石▪伊米拉克陨石”和“世界最早的天文钟 ▪ 宋代水运仪象台”等文创产品。

上海天文馆是全球建筑规模最大的天文馆（截至2021年7月17日）。该馆的建成开放突显了上海市城市软实力，推进新时代博物馆事业高质量发展，促使上海的科普教育再上新台阶。上海天文馆引入体感互动、数据可视化、增强现实（AR）、虚拟现实（VR）、生物识别等技术，展品原创比例高达85%，互动展品占比50%以上，原创内容成为提升上海市民科学素养的一个良好载体。

上海科技馆与世界顶尖科学家协会上海中心、中国科学院国家天文台、国家天文科学数据中心等十几家科研机构和教育机构签署战略合作框架协议，共同构建国内外科学交流合作的桥梁和纽带，推动天文学研究发展。

上海天文馆几乎所有混凝土和钢结构都采用流线和曲面构造，建设过程中攻克多项空间结构技术难题，获得了16项授权发明专利、18项实用新型专利、7项软件著作。其中有，上海天文馆存在40m长的大悬挑区域，采用调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper)进行振动控制，有效地降低了人致振动加速度峰值。另外，上海天文馆项目通过BIM技术提升了设计协同效率、施工质量和运维阶段管理水平，对于大型公共展馆类建设项目在BIM应用与管理的实施时有借鉴意义。

2017年1月，上海天文馆开建入选2016年上海十大科技事件。

2018年5月，上海市天文馆（上海科技馆分馆）成功入选2017年度上海“明星工地”。

2019年3月，上海天文馆登上中国“全国两会”央视新闻直播间特别报道，成为5个美丽中国现场之一。

2021年10月，上海天文馆入选“2021上海旅游节·上海最受关注二十大优秀建筑”。

2021年，上海天文馆基本陈列荣获2021年度上海市博物馆陈列展精品推介。

2022年11月，上海天文馆在美国奥兰多举行的国际游乐园和景点协会IAAPA博览会上，荣获第29届Thea“杰出成就奖”。