中国航天博物馆（原名：中华航天博物馆），位于北京市丰台区万源路甲1号，建筑面积3500平方米，展陈面积达10000平方米。博物馆隶属于中国运载火箭技术研究院，是一所社会科学类航天科技博物馆。1992年10月11日，中国航天博物馆正式建成。1993年8月30日，中国航天博物馆正式对外开放。截至2022年底，馆有藏品数量180件/套。
中国航天博物馆是国内唯一一家国家级航天专业博物馆，有八个展区。由序厅、主体大厅、高科技应用成果厅、分类系统专业技术厅等展厅组成，展现了整个中国航天的辉煌历史。
博物馆共有三层展厅，一层和二层展厅为对外展厅。主要分为运载火箭、载人航天、人造卫星、月球探测、火箭发射演示、航天器、中国航天形象、航天集团综合简介、古代航天探测、国际合作与交流、未来航天展望等十多个展示区域。这些展区以中国航天的发展历程为主线，通过详实珍贵的历史资料和丰富的实物与模型，以现代的展示手段生动的展示了中国航天事业的过去和未来。三层展厅介绍了各分类系统的专业技术。
博物馆一层大厅左侧，一枚长征四号运载火箭，如巨龙安卧其中，而左侧的"火龙""震天雷""万户飞行"等景物展览，把人们带到了被称为"火箭故乡"的中国古代。大厅正中是"星空在召唤"展览，陈列着中国各种型号的卫星实体和模型。
展馆一层大厅位居“C位”的“长征家族”，汇集了14枚中国长征系列运载火箭模型和6颗卫星实物。大厅正前方3枚长征系列运载火箭昂首凌空，象征着中国人民的尊严和昂扬的气势。大厅正后方的模拟发射表演，让人置身于火箭发射现场，领略火箭发射时的紧张和激动。
博物馆二层展厅分为神舟飞船和神舟飞船返回舱。神舟飞船由推进舱、返回舱、轨道舱和附属段组成。推进舱起飞船在空间运行及返回地面时的动力装置；返回舱是飞船起飞、飞行和返回过程中航天员乘坐的舱段，也是整个飞船的控制中心；轨道舱是航天员在太空中工作和生活的场所，舱内装有各种试验仪器和设备；附加段是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备的。飞船总长8.86米，总重7790公斤，飞船空间面积为2.2米乘2.5米，能够提供航天员自由活动的空间约6立方米。
“古代航天探索”部分以制做精巧的“浑仪”“纪限仪”“象限仪”等天文观测仪器模型及在古代战争中曾大显神威的“神火箭屏”“一窝蜂”“火龙出水”等古代“火箭”展品显示了中国古代天文探索的成就，表明了中国是火箭的故乡这一主题。
物馆馆藏的实物展品主要有东方红一号卫星（备份星）、长征系列运载火箭、返回式卫星回收舱、神舟四号飞船返回舱及返回舱主伞、火箭发动机、首个中国航天日在天安门广场国旗杆上悬挂使用的国旗和部分军品型号展品等。
物馆先后被命名为“国家国防教育示范基地”“军工文化教育基地”“全国科普教育基地”“中央国家机关思想教育基地”“北京市青少年科普教育基地”“北京市青少年国防教育基地”“北京市青少年爱国主义教育基地”，多次被评为北京市先进科普工作集体。
