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科学博物馆是集自然科学、科学技术、农业、工业和医学为一体的综合性博物馆，其广博性在世界范围内独占鳌头，博物馆内设有70个展览室，约有20万件物品，分成7层展示，占地8英亩。这些展出物品说明了人类生活的各种发现和发明，从塑胶袋、电话到海外钻油设备和飞机。而全馆的安排让人一目了然：低楼层的陈列室传供年轻人参观，往往较为拥挤一些；高层楼的陈列室则展出较为精密复杂的东西。各室的展品中有实物、模型，有些展出它的横断面，使观众能看到展品的内部结构。
一层第一厅展出瓦特发明的蒸汽机以及水轮、风车、内燃机等动力机械。六台大型蒸汽机每日表演两次。第二厅为电力展厅，有一套100万伏的放电装置，表演人工闪电，是该馆最精彩的实验项目。
二层前厅展出钢铁工业、玻璃工业机床与工具，以及纺织机械、打字机和印刷机械。
三层前厅为物理、化学机械展厅。中厅为数学和计算机展厅。后厅船舶大厅展出船舶史、各国船舶、造船厂模型和轮机。
顶层展出有关光学、电磁、地震观测、通讯和航空方面的内容。航空大展厅中有飞机和火箭实物，还有18世纪前后的物理和化学实验用具，是该馆最珍贵的文物，一直受到世界各国学者和专家的重视。
地下室有儿童展览室，布置着多种专门设计的设备和模型，放映科学电影，举办通俗科学讲座。地下室还展出各种家用器具、点火和照明器具等日常生活用品。探索厅有一个跨学科的陈列，反映探索海洋、地球气候以及研究人体和大脑机能的新成就，展品中有大型的深海潜水艇、登月降落器、人造卫星等，并大量采用声像演示和自动讲解等现代陈列技术。
门厅左侧，陈列一具测试地球自转的钟摆。动力机械厅陈列有古老的风车、水轮机及蒸汽机等。电力厅陈列有100万伏的放电装置。交通运输厅陈列有系列蒸汽机车及各时代的马车、汽车等。钢铁厅陈列有用模型展现的14～19世纪英国冶炼工业的发展过程和1865年英国巴罗公司第一台贝氏炉模型及20世纪炼铁、炼钢、铸轧的新技术。地球物理和海洋学厅陈列有19世纪远征探险的各种仪器和装置。纺织厅陈列有英国工业革命时期的世界最早的纺织机。船舶厅展出船舶史、造船厂模型和轮机。航空厅展出飞机和火箭实物。1977年开放的探索厅，展示了探索宇宙、海洋、地球气候等新成就，并陈列了大型深水潜艇、人造卫星、登月器等。
