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北京天文馆位于北京西直门外大街，国家级自然科学类专题科学博物馆。主要通过人造星空模拟表演，举办天文知识展览，编辑出版和发行天文科普书刊，组织进行大众天文观测等形式向公众宣传普及天文学知识。除此之外，还根据不同层次的青少年学生经常性地组织举行天文讲座、天文培训、天文奥赛、知识竞赛和天文科技夏（冬）令营等各种科普活动，引导和培养学生们对自然科学的兴趣和爱好。北京天文馆已经成为我国向公众，特别是青少年公众开展天文科普宣传、教育的主要阵地。1995年以来，天文馆先后被定名为国家和市、区级科普教育基地、科学与和平教育基地、青少年爱国主义教育基地等，并多次被评为国家和市级“科普先进集体”荣誉称号。
该馆分A馆和B馆两大部分：A馆始建于1955年，1957年建成开放。总建筑面积约7000平方米，主要开放设施有天象厅；展览厅；影视报告厅和大众天文台。A馆天象厅于2008年7月11日改造后重新开放。内设400席座位，厅内安装德国蔡司9型天象仪，美国Sky-Skan公司的全天域数字投影系统，和4台辅助激光投影器，4台喷雾发生器以及13.1声道的环绕声系统。这样的超级组合，使北京天文馆天象厅成为世界上最先进的天象厅之一。西展厅为《玩转星空》展览，东展厅为《伽利略望远镜--改变世界的工具》展览。
新馆于2001年底在天文馆原址上动工兴建的，总建筑规模20000平方米，已于2004年的第四季度建成开放。主要的公共开放设施有：数字化宇宙剧场、3D动感天文演示剧场、4D动感影院、天文展厅、太阳观测台、大众天文台、天文教室等。宇宙剧场，容量200席座位。引进国外先进的数字化天文放映设备，它由大型图形工作站和ADLIP激光投影设备组成，能生动形象地演绎壮丽的星空景象和人类探测太空的壮举。3D和4D动感天文剧场，其容量分别为48席和196席座位。这两个剧场的演示功能是对宇宙剧场功能的一种补充和延伸。它们以其强烈的动感、特殊的视听合成效果为观众营造出很强的临场感、震撼力氛围。太阳展示厅，展览面积300米，以展出太阳和太阳系内容为主。主要展项内容有从太阳真空望远镜观测接收而来的1.8米太阳白光投影像；174毫米手描太阳黑子白光全日面投影像；艳丽多彩的太阳光谱投影像；太阳白光、太阳色球全日面和太阳局部活动区的CCD电视图象等。以“快乐探寻宇宙奥秘”为主题的新馆二期展览也于2006年7月6日正式对外开放，本次展览分为15个展区，展示内容十分丰富。大众天文台，内置一台口径为40厘米的光学折反式天文望远镜。主要用于和满足观众、青少年学生对天文观测与教学实践活动的需要。
随着新馆的建成开放，必将会极大地丰富北京天文馆的开放展示内容和天文教学的手段，同时为进一步繁荣首都的科技文化市场，促进首都的两个社会主义文明建设的发展和市民的科学文化素养的整体提高做出新的更大的贡献。
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