新馆常设展览分为五个主题展厅，一层“数学展厅”以突出教学的社会化功能为特色，包括数学史、数学家、数学与人类活动及体现数学思想和数学方法的参与互动展项四个部分，引导观众了解数学之史、数学之美、数学之趣。二层“宇宙与生命”展品以宇宙、黄土地——天上飞来的家园、生命及人体为分主题，展示人类对自然的探索及其认识过程中体现的智慧；三层东侧“机器与动力”展厅以机械、能源及材料为分主题，展示了科学技术发展给人类社会带来巨大变化；三层西侧“儿童科学乐园”特别针对低龄段儿童，以生命的智慧、生活的智慧及生存的智慧三生教育为主线，寓教于乐，为孩子们提供体验科技发展带来的快乐，开启通向科学之门兴趣的平台。四层“走向未来”展厅以交流、水—生命之源、碳循环—地球文明就是一个以‘碳’为基础的碳基文明及探索太空为分主题，展示人类与环境和谐发展中体现的智慧和人类的科技成就、未来发展的动向。
