北京天文馆由两部分组成：北京西直门外的北京天文馆（简称西馆）和北京建国门内的北京古观象台（简称东馆）。北京天文馆和北京古观象台同时被北京市命名为"青少年教育基地"。

北京天文馆落成于１９５７年９月２９日，设施包括天象厅，门厅，展览厅，报告厅，天文台等。北京天文馆是中国乃至亚洲大陆的第一座大型天文馆，目前仍是大陆唯一的大型专业天文馆。2004年12月12日,北京天文馆新馆落成,设施包括数字宇宙剧场，3D影院，4D影院，太阳展厅等。

北京古观象建于明正统七年（１４４２年），是明清两代的国家天文台。从明正统初年到１９２９年止，古观象台从事天文观测近５００年，是现存古观象台中保持连续观测较悠久的，它还以建筑完整和仪器配套齐全，在国际上久负盛名。台顶上清制８架铜仪除了造型，花饰，工艺等方面具有中国的传统外，在刻度，游表，结构等方面，还反映了西欧文艺复兴时代以后，大型天文仪器的进展和成就。它们是东西文化交流的历史见证。新中国成立后，古象台移交给北京天文馆，现为全国重点文物保护单位。