位于北京西直门外大街，于1957年正式对外开放，是中国第一座大型天文馆 、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，北京天文馆已经成为中国向公众，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。
北京天文馆馆分A馆和B馆两大部分；A馆始建于1955年，1957年建成开放；B馆建于2001年，2004年建成开放。占地面积20,000平方米，建筑面积26,000平方米。 2017年5月18日，北京天文馆重评为国家一级博物馆。