1、馆内4层楼，一楼包括航空航天展区、二力发电和都江堰水利工程模型以及环幕4D影院；二楼包括机械展厅、电与磁展厅、机器人展厅、虚拟世界展厅、时光隧道等；三楼包括声与光展厅、生态与环境展厅、天地万象展厅等；四楼主要是青少年的科技展品，包括青少年科技展厅等。
2、海洋展厅以“问问大海”为标题，从百姓生活观察视角，提出“守着浩瀚的大海，为什么我们还缺水”等四个一级问题，层层设问，三级问题层层递进，使得公众在愉悦体验的同时，经历了发问—思考—动手—观察—再思考，从而展开无尽的科学探索。
3、数学展厅，以“数学的力量”为主题，讲述数学的发展历史、数学家的故事和数学的现实应用与影响。
4、交通展厅，展示交通科技的发展历程，以及人类在追求速度、效率过程中的智慧、探索精神和思考;“九州通衢”武汉的交通成就在这里集中显现。
5、信息展厅，展现动植物对信息的感知特性，展示信息技术的基本原理与发展，以及对人类生存形态的影响;“智慧武汉”在这里重点展示。
6、光展厅，展现绚丽的光学现象及光学的基本原理，揭示光与人类生活的紧密联系，以及对社会进步的重大影响;武汉光谷之光在这里熠熠生辉。
7、生命展厅，通过人类对生命本质的不断追问，引导观众了解地球生命的发展史，积极探索生命的奥秘。
8、宇宙展厅，展示自古以来人类不懈探索宇宙取得的重要成就，带领观众遨游于模拟太空之中，激发探索宇宙奥秘的兴趣。
9、水展厅，以“水科学”为主题，系统诠释水的特性，揭示水对人类生存和人类文明无可比拟的重要性。
10、馆内设有“科学乐园”、“华夏之光”、“探索与发现”、“科技与生活”、“挑战与未来”五大主题展厅、公共空间展示区及球幕影院、巨幕影院、动感影院、4D影院等4个特效影院，其中球幕影院兼具穹幕电影放映和天象演示两种功能。