仰望星空展厅包括生命摇篮、太阳族群、凝视星空、解码星光、太空之路、飞向太空、梦想太空、驻守太空，共8个展区，展厅以 “地球是人类的摇篮，但人类不能永远生活在摇篮里。”作为展示主线。从 “地球—生命摇篮”存在生命的特殊性开始，讲述太阳系、浩瀚宇宙。如今，航天科学让人类得以飞离地球、驻守太空，人类的智慧已经让我们实现了齐奥尔科夫斯基的一小步。