汽车博物馆是北京国际汽车博览中心的标志性建筑和核心设施，建筑面积约4.9万平方米。设有汽车博览、主题展览、汽车科普、汽车娱乐、学术交流等功能展示区。汽车博物馆五至三层的展览陈设由历史、技术和未来三个主线构成。博物馆内部项目设置富有创新性，着重突出知识性、参与性和娱乐性，通过静态与动态、平面与立体、三维与多维、音响与影像等多样形式，以视觉、听觉、触觉等参与方式达到教育启发，使观众认识了解近代汽车的历史与变迁，进而体会汽车科技、汽车文化的特质与内涵。对广大的青少年提供科普教育、环境教育、激发创造力与进取心的展示空间。一方面通过数量众多的展品，包括国内外不同历史时期的汽车、汽车用品、汽车艺术品和品种繁多的汽车衍生品来体现不同时代的汽车科技和汽车文化；另一方面通过众多的知识性、参与性、娱乐性的科普娱乐项目来展现汽车科技的无穷魅力和无限乐趣。