發展歷史
二十世紀五十年代的北京天文館1954年夏，中國駐前民主德國使館向外貿部門反映說，前民主德國的蔡司天象儀是一種科學普及教育儀器，德方對中國有貿易差額，建議購買天象儀，作為一部分外貿補償。隨後這份檔案轉到中央文委，同年9月中央文委決定籌建北京天文館，並由中國科學院負責辦理。中國科學院從年度經費中調劑200億（人民幣改革前的舊幣）作為建館經費。
1957年，北京天文館正式對外開放，坐落於北京市西城區西直門外大街138號，占地面積20,000平方米，建築面積26,000平方米，是中國第一座大型天文館，也是亞洲大陸第一座大型天文館。天文館的建築設計師是建築師張開濟，室內裝飾是由美術大師吳作人和周令釗等人完成的。9月29日上午，在北京天文館開館典禮上，北京市副市長吳晗致祝辭。
1991年，因為老館超期服役，天文館的設備和建築出現了不同程度的老化，北京天文館的改造被提上議事日程。經過招標，幾個商業化中的一個方案“在天文館原地將建起超高層的現代化大樓”在當時引起了強烈爭議。李元等天文館元老、張開濟等建築師明確表示反對。
1998年夏天，因為傳聞決定拆除天文館，天文館迎來了一場“天文館告別熱”，到天文館來的觀眾是往常的三四倍。
2000年9月8日，北京天文館老館最終避免了被拆除的命運，決定在保留老館的前提下，由市政府投資2億修建新館，並與老館建築相互呼應。
2001年12月26日，北京天文館擴建工程正式開工，建築面積兩萬多平方米，是原天文館規模的近10倍。同時，新館在功能上超越傳統天文館，具備星空表演、動感電影等令人震撼的視聽效果。
2004年12月12日，投資3億多元人民幣、耗時近三年建成的北京天文館新館（B館）開始對公眾開放。
2006年1月20日，北京天文館B館展覽二期工程收尾後重新對公眾開放。總布展面積約2000平方米，分布在B館的一層和二層，共設有大行星、小天體、天文觀測等十多個展區。數字宇宙劇場新推出一部數字天象節目《神奇的宇宙》，影片的部分進程將由觀眾投票決定。7月6日，北京天文館B館的“快樂探索宇宙天文展覽”正式對外開放，展覽共有15個展區，除了太陽區外其它14個展區都是首次推出。11月6日，北京天文館老館（A館）開始改造，預計總投資6000萬元，除更新天象儀、音響、投影機等主要設備外，還將對整個建築的內外部進行重新裝修，並改造供電、空調等系統。
2007年8月A館整個建築的硬體部分已改造完成，天象廳步道兩側的窗戶變小，座椅由以前的600席減少到500席，坐席更寬大舒適。開始更換的天象儀由國外進口，並加裝了達到3000萬像素的全天域投影系統畫面，此外還將加入雷射表演及多聲道環繞立體聲音響。
北京天文館2009年5月22日，北京天文館分別在大興區第一國小、大興區龐各莊鎮第二中心國小建立“天文教育研究基地”和“天文觀測實踐基地”，天文館會派天文專家對學校天文教育工作進行指導。
2010年12月3日，北京天文館3D劇場歷經半年多的數位化改造重新開放。
2012年4月，北京天文館和索尼中國聯合打造的“索尼4D科普劇場”投入使用。劇場位於B館2樓，能容納200席座位，其4D環幕長33米、高6米。由6台索尼4K投影機在180度的環形銀幕上放映出具有立體效果的影片。
2013年5月14日，國家文物局公布《關於西藏博物館等6家博物館重新定級評估結果的通知》，北京天文館因為連續兩年運行評估為“基本合格”，且2013年的重新定級評估總分為781.4分低於國家一級博物館800分的評分標準，因此被取消國家一級博物館等級，調整為國家二級博物館。
2014年1月23日，中國大陸地區首家球幕立體宇宙劇場在北京天文館落成。經過歷時一年的改造升級，北京天文館架構了新型的前端投影設備和後端高性能伺服器，同時將劇場周邊輔助配備進行了換代升級。劇場採用索尼的4K•3D產品技術，架設多台4K模擬仿真數字放映機，利用超高清晰度的4K像素物理解析度和LCOS技術的特點，達到超高亮度3D效果。另外，採用德國光譜分色式技術，運用光譜分離的方法實現左右眼立體影像的高度分離，突破了球幕立體技術的瓶頸，達到4000像素物理解析度。
2017年5月18日，第三批國家一級博物館授牌儀式在首都博物館舉行，北京天文館領取了標牌和證書。
場館組成
北京天文館B館入口A館天象廳是中國大陸地區最大的地平式天象廳，內部設備處於世界領先水平。其中，蔡司九型光學天象儀和世界上解析度最高的全天域數字投影系統，不僅能為場內400名觀眾逼真還原地球上肉眼可見的9,000餘顆恆星，高達8K解析度的球幕影像，還能實現虛擬天象演示、三維宇宙空間模擬、數位元組目播放等多項功能。
作為中國大陸地區最大的地平式天象廳，球幕內部直徑達到了23米，內部採用紅、綠、褐、藍四區排列，確保每一位觀眾都有一個良好的欣賞體驗視角；世界首創的13.1聲道立體環繞聲系統，能夠讓每個觀眾都體驗到獨特的環繞聲音效果
B館（新館）於2004年底正式建成開放，內有宇宙劇場、4D劇場、3D劇場3個科普劇場，以及天文展廳、太陽觀測台、大眾天文台、天文教室等各類科普教育設施。其中，半徑為18米的宇宙劇場擁有標準半球全天域銀幕，能同時為200名觀眾呈現立體天幕效果。B館由中國航天建築設計研究院設計，外觀上，呈現周邊扭曲的“空間紋理”（這種現象是愛因斯坦的相對論所闡釋的巨大質量天體迫使小質量天體扭曲變形，並吸引小天體墜入）。而在新館內部，宇宙劇場、動感影院等重點空間被安放在巨大的小提琴形狀的弦體中間，如同弦體震動中產生的基本粒子，其所依據的超弦體理論闡釋了重力與基本粒子之間的關係（該理論認為物質的基本粒子是在直徑極為細小的弦體震動時產生的）。
宇宙劇場4D劇場位於北京天文館B館2樓，整個影院可以容納200名觀眾同時觀看，觀眾觀賞影片時需戴上特殊的偏振立體眼鏡。根據影片情節的發展，特效設備會產生出噴水、噴風、閃電、捅背、滾珠、耳風和拍腿等特效。
3D劇場位於北京天文館B館地下一層，共設座椅116席，銀幕寬12米、高9米，是個階梯型的小巨幕影院。劇場採用了先進的播放設備，引進4K高清科普節目，畫面效果真實、清晰。
另外，位於建國門外的北京古觀象台也歸北京天文館管理，古觀象台是中國古代的皇家天文台。
展出內容
快樂探索宇宙
月球車“快樂探索宇宙”展覽共包含了：體驗月球、穿越水金地、火星風光、小天體世界、木星之旅、土星奇觀、探尋天海冥、望星空、太空小影院、宇宙的尺度、天文未解之謎、宇宙的歷史、遊戲探秘區共13個展區。
1.體驗月球
在幾分形似月牙的展示空間內外，為觀眾提供展示舞台，內部在影片結束後可以試駕月球車。其中月球模型直徑為760毫米，比例為1:4600000。月球模型表面以中英文對照的形式，標註了近2000個月球地理信息名稱，用不同的標記符號標明了月球環形山、月海、月湖、月沼、月溪、以及阿波羅登月點等信息，其中用紅色字型標註了以中國人名字命名的月球環形山。月球模型外側兩端裝有軸承，可用手轉動觀看其表面的圖案。
穿越水金地鏇轉的運動形態，在這個造型奇特的空間裡，觀眾可以在行進中領略水星、金星、地球的知識影片。並將看到三顆行星的模型：
水星模型直徑為153毫米，比例為1:31900000，主要根據水手10號飛船探測資料，通過數據轉化和程式設計將水星表面的平面圖形轉化為球面圖形，製成水星模型，由於沒有對水星的另一面進行探測，模型的兩面都再現了水星正面的地貌特徵。
金星模型直徑為380毫米，比例為1:31900000，主要根據麥哲倫飛船雷達探測資料，通過數據轉化和程式設計將金星表面的平面圖形轉化為球面圖形，製成金星模型。
地球模型直徑為400毫米，比例為1:31900000，主要根據美國國家航空航天局公布的有關空間攝影資料製作，再現了地球的陸地、海洋顏色等信息。
3.火星風光
一個類似雕塑的半球形，把有關火星的故事囊括其中，透過一個個鏇窗，觀眾可以觀賞到火星風光。
小天體世界小天體世界介紹了小行星、彗星、流星等相關天文知識，展示了隕石坑圖片，觀眾可以近距離觀察各種珍貴的隕石：1969年7月21日，乘坐“阿波羅11號”飛船登月的太空人阿姆斯特朗和奧爾德林在月面上留下了人類第一串足跡，同時取回月亮岩石樣品。1978年，美國國家安全事務顧問布熱津斯基訪華時，代表卡特總統向華國鋒主席贈送了一塊月岩樣品，僅重1克。歐陽自遠院士及其研究人員拿走0.5克進行科學研究，而另外0.5克月亮石就在北京天文館B館一層的小天體展區內。
5.木星之旅
在巨型的雙曲面空間裡，展示的是探索木星4顆最主要衛星的故事，它們是木衛一至木衛四，由於這4顆衛星都是義大利天文學家伽利略發現的，所以也叫伽利略衛星。
6.土星奇觀
土星的故事是在外形仿佛是由巨大吸引力所形成的空間中展示開來。
7.探巡天海冥
巨大的抽象形態，表達了宇宙的廣博與震撼，在2006年8月24日的行星定義中，冥王星成為了一顆矮行星。
望星空天文台抽象造型，通過該展區的介紹，觀眾可以對天文望遠鏡有一個概括性的了解和認識。展區裡有各種望遠鏡解剖模型及相關介紹：雙筒望遠鏡、折射望遠鏡、反射望遠鏡、折反射望遠鏡。
展區還有個模擬天空的穹頂，鑲嵌了全天88個星座中的一些主要星座，即北天星座21個和南天星座23個。星座主要亮星之間用藍色的發光線連線，便於觀眾識別和記憶星座。除了星座的主要亮星外，還鑲嵌了許多亮度不等、位置隨意的小星星（這些小星並不代表它的真實位置，只是示意繁星滿天）。在穹頂的正下方設有一個操作台，上面有星座按鈕。無人按動星座按鈕時，自動講解星座，在此過程中，如按下某個星座按鈕，自動講解停止，開始講解所按下的星座。
9-10.太空小影院和宇宙未解之謎劇場
利用影片的形式，向觀眾介紹天文知識。同時，這裡也作為休息區供觀眾在此休息。
11.宇宙的尺度
觀眾可以通過巨幅天文壁畫，了解整個宇宙的層次結構。
12.天文未解之謎
通過巨型天文壁畫，讓觀眾了解人類身處的宇宙從過去到現在的演化場景，以及眾多的未解之謎。
13.遊戲探秘區
在此區域，觀眾可以從遊戲中獲取許多關於天文、關於宇宙的知識。
時空太空梭
體驗穿梭區知識預備區：
一幅約9m長2.5m高的主題展板，整個展板就是一幅宇宙演化的畫卷。在相應的位置配上簡明的文字予以介紹，使得觀眾能夠直觀的了解宇宙誕生及演化的相關知識。
選拔考核區：
兩台考核機將隨機提出10道問題，觀眾需要正確回答6道及以上問題後，方可獲得“宇宙時空太空梭”的登機牌。所有問題的答案都能夠在知識預備區的主題展板上尋找到。
體驗穿梭區：
獲得登機牌的觀眾經過裝飾為黑洞的大門進入體驗穿梭區。穿梭區共有4台太空梭——天鵝號、英仙號、獵戶號、人馬號，每台2名，同時可容納8名觀眾。體驗穿梭時間長約8分鐘。
“玩轉星空”互動科普展覽，是針對中國小所學基礎天文知識，專門設計製作的一套互動的長期展覽。展覽位於北京天文館A館西展廳。
展覽含有14個核心展項：
1、真實星空演示儀，2、國際通用活動星圖演示儀，3、中國古代活動星圖儀，4、極地地區太陽高度變化演示儀，5、中緯度地區太陽高度變化演示儀，6、赤道地區太陽高度變化演示儀，7、太陽高度變化原理演示儀，8、月相成因演示儀，9、內行星視運動演示儀，10、外行星視運動演示儀，11、黃道13星座及太陽位置動態演示儀，12、天球坐標演示儀，13、日月食演示模型，14、日食和月食互動多媒體。
臨時展覽
從地球到宇宙伽利略望遠鏡——改變世界的工具：2008年10月15日開幕，是在北京市科協、北京天文館、義大利大學教育科研部、義大利大使館等多家單位的共同努力和沛納海工作室的支持下，由義大利佛羅倫斯科學史博物館（IMSS）策劃主辦，義大利國立核物理研究所、義大利國立套用光學研究所、阿爾切德利天體物理台、穆拉諾玻璃實驗站共同協辦的。此展覽主要有6個展區，從望遠鏡的起源開始講起，回顧了伽利略製作望遠鏡、使用望遠鏡的歷史，描繪了十六世紀以及之後的一百年里望遠鏡的發展過程，講述瞭望遠鏡在時間計量以及經度測量上的重要運用。
從地球到宇宙：2009年1月27日開幕，此圖片展是中國天文學會和北京天文館在天文年裡開展的眾多天文活動之一，從大量拍攝得到的天文圖片中挑選出50餘幅圖片，內容涵蓋了從衛星到行星、從星雲到星系等多種天體，每張圖片都配有詳細的註解。
中法2009國際天文年展覽：2009年10月28日開幕，是由北京市科學技術委員會、法國駐華使館科技處、北京天文館和北京對外科技交流中心共同製作。此天文年展覽的內容有法國國家科學院製作的一個展覽“太陽系”和一個互動多媒體科普項目“銀心之旅”，還有《太陽鳥》和《愛情神話——牛郎星與織女星》兩個電影。兩部電影完全出自中國的古代天文成就和愛情神話影片卻產自法國國家科學院，出自一位法國天文物理學家讓-皮埃爾•盧米奈之手。展覽中還有一件設計精巧的實物——法國阿麗亞娜火箭上攜帶的紅外攝像機，它以不同波段的光在宇宙中拍攝了大量宇宙天體的照片。
天地玄石：2010年春節期間開幕，展覽包含三個平面展示區，一個視頻展示區，以及一個實物展示區。平面展示區包括事件追蹤、初識閃電熔岩、隕石知識詳解；視頻展示區放映《肥鄉怪石追蹤記》；實物展示區重點展示河北肥鄉縣的閃電熔岩和江西貴溪的大隕鐵，天文愛好者捐贈的“假隕石”，天文館館藏的玻璃隕石等眾多珍貴展品，以及被閃電擊中的樹枝、高壓電線，還有北京天文館老書記張秉昌油畫《火流星》的複製品和閃電、流星圖片。
日食瞬間——北京天文館日食攝影展：2011年3月12日開幕，展出由北京天文館科普工作者們拍攝的100餘幅作品，作品取材於2008年日全食、2009年日全食和2010年日環食時的景象。
舉辦活動
流動天文館流動天文館：1998年北京天文館正式組建專職科室，負責“流動天文館”的科普運行，同時引進專業天文科普宣傳車。配有高水準的科普設施，活動內容和形式主要包括：模擬星空演示、天文知識展覽、天文互動體驗、天文望遠鏡觀測、天文科普講座、隕石標本展示、天文知識諮詢等，並可根據需要開展多種形式的天文科普活動。截至2015年，“流動天文館”已遍布北京市內及遠郊區縣乃至中國二十多個省，走訪近1000所學校、社區、公園、科技場館等，普及人數達100萬人次以上，被評為北京市十大“首都市民學習品牌”、“北京市西城區市民終身學習服務基地優秀特色項目”。
出版刊物
天文愛好者《天文館研究》屬於《天文愛好者》雜誌社出版的增刊，其中，包含眾多實用天文資料，如：1995四季星空圖集、1996彗星觀測指南、1997星雲星團觀測指南、1998天體攝影實用指南、1999世紀天圖使用指南、2000城市天文觀測、2001天文軟體、2003業餘火星觀測指南。
另外，與紫金山天文台合編有《天文普及年曆》雜誌。
所獲榮譽
1958年6月25日中國發行一套2枚的《北京天文館》特種郵票，分別是：北京天文館、人造星空。
2007年，國際小行星中心發布公告通知國際社會，第59000號小行星永久命名為“北館星”，即北京天文館星。
2011年9月3日，第二屆中關村科教旅遊節閉幕儀式上，北京天文館榮獲了“中關村科教旅遊之最佳接待單位”、“中關村科教旅遊之十佳講解員”及“海淀旅遊形象及旅遊紀念品創意大賽優秀實物類作品獎”等多項獎項。
2016年9月，北京天文館及改建工程入選首屆中國20世紀建築遺產項目名錄。
作用價值
隕石陣列2016年9月，北京天文館及改建工程入選首屆中國20世紀建築遺產項目名錄。
組織機構
數字工作室
數字影像工作室擁有強大的數字圖形處理設備，以及與國際接軌的先進制作理念。其理想是把科學普及和人文關懷有機結合，製作出具有東方文化特色的世界一流的節目。2007年，工作室製作的數字天象節目《迷離的星際》在北京天文館舉行首映，這是中國第一部全三維、全特效的數位元組目，解析度達到3200×3200，沉浸式劇場的球幕畫面。
高性能圖像渲染實驗室
2008年6月24日，在AMD、Sun以及微軟等公司的聯手支持下，世界上首個解析度達8192X8192的高性能圖像渲染實驗室在北京天文館落成。這是在北京天文館數字天象節目製作系統一期項目成功的基礎上，進行的一次新突破。
參觀信息
開放時間
| 周一、周二（非節假日） | 閉館 |
| 周三至周五（非節假日） | 9:30-15:30 |
| 周六、周日及節假日 | 9:30-16:30 |
| （節假日指寒暑假、兒童節及國家法定節假日） | |
門票價格
| 場館 | 票種 | 零售票價（元/人） | 團體票價（元/人） |
|---|---|---|---|
| A館天象廳 | 普通票 | 45 | 40 |
| 優惠票 | 35 | 30 | |
| B館宇宙劇場 | 普通票 | 45 | 40 |
| 優惠票 | 35 | 30 | |
| B館4D劇場 | 普通票 | 30 | 25 |
| 優惠票 | 20 | 15 | |
| B館3D劇場 | 普通票 | 30 | 25 |
| 優惠票 | 20 | 15 | |
| A、B展廳 | 普通票 | 10 | 7 |
| 優惠票 | 7 | 5 |
免費及優惠情況
（一）特定人群免費及優惠制度
1、1.2米以下兒童、60周歲以上老年人、現役軍人、殘疾人、中國博物館協會會員、中國自然科學博物館協會會員及北京市A級旅遊景區服務質量監督員，可憑有效證件免費參觀展廳及享受劇場優惠票價。
2、18周歲以下未成年人，可憑有效證件享受劇場及展廳優惠票價。
（二）場館開放日優惠制度
每周四（除國家法定節假日、寒暑假及兒童節外），由學校組織的50人（含）以上中國小生（含職高、技校、中專等在校學生）團體，憑單位證明以15元/人的優惠價格參觀展廳展覽及觀看天象廳節目一部（需提前3日預約）。
（三）特定節日免費及優惠制度（如遇閉館日則該優惠活動取消）
1、3月8日婦女節，女士（18歲以上）享受展廳展覽及各劇場節目優惠票價。
2、6月1日兒童節，針對兒童免費及優惠活動見當年活動信息。
3、下列特殊節日針對有組織的特殊團體，憑單位有效證明以25元/人的優惠價格參觀展廳展覽及觀看天象廳節目一部（需提前3日預約）。
（1）7月1日黨的生日，單位工會、黨支部組織的團體。
（2）8月1日建軍節，單位組織的現役軍人團體。
4、下列特殊節日針對特定人群憑有效證件免費參觀展廳展覽及觀看天象廳節目一部（需到售票處領票）。
（1）9月10日教師節，高等院校、中國小校、職業學校在校教師。
（2）農曆九月初九重陽節，60周歲以上老年人。
5、下列特殊節日針對特定人群憑有效證件免費參觀展廳展覽及觀看各劇場節目（需到售票處領票）。
（1）五一國際勞動節假日前的三天，省部級以上勞動模範。
（2）5月18日國際博物館日，中國博物館協會會員、中國自然科學博物館協會會員。
交通位置
北京天文館
地址：北京西直門外大街138號
郵編：100044
乘車路線：7、15、19、27、102、105、107、111、332、347路；特4、運通104、運通105、運通106；601、708、716、732、904等公共電汽車動物園站下車即可。
捷運路線：北京捷運四號線動物園站D口出。
開車路線：從西二環西直門橋向西、西三環紫竹橋向東、白頤路向南、三里河路向北等均可到達。內設停車場。
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