重庆科技馆一共有四楼，在这四楼中分布着生活科技、防灾科技、交通科技、国防科技、宇航科技和基础科学等主题展览，
科学梦工场
为激发青少年科学兴趣，培养创新意识，提升综合实践能力而全力打造的科普教育培训基地，涵盖科考冬夏令营、在地研学实践活动、小小科技辅导员、“百变科学+”四大主题板块，开设有创意加工坊、人工智能站、科学实验室、自然科学站四大体验区域，是广大青少年“亲手制作梦想”的实践平台。
4D影院
重庆科技馆4D影院，通过引入国内最先进的动感座椅与环境控制系统，结合国际先进的数字立体影院放映设备以及立体声系统，为观众打造出国际一流的4D电影体验。让观众在获得全新动感科技体验的同时，更进一步了解4D电影，起到了寓教于乐的良好效果，是观众不容错过的体验项目。
生活科技展厅
生活科技展厅位于科技馆主楼的二层，展示面积4481(含复层面积)平方米，共有展品展项145件。主要展示衣食住行等日常生活中蕴含的科学原理和科技成就，传播“生活离不开科学，科学改善生活”的理念，引导观众穿出品位、吃出健康、科学居家，树立节能与环保意识，享受信息技术的成果，养成科学的生活方式，掌握科学的生活常识。由穿衣打扮、饮食健康、科学家居、人体健康、能源与环境、网络与生活等六个支撑主题构成。
儿童科学乐园
儿童科学乐园位于科技馆主楼的二层，展示面积1730平方米，共有展品展项39件(套)。该展厅主要展示适合3—10岁儿童身心特点的科技内容。场景由“忙碌的城市”和“宁静的自然”两部分构成。“忙碌的城市”下设可爱的家、爱心社区、科学公园、梦想学校、快乐工厂五个主题区域;“宁静的自然”下设森林、河流、田园三个主题区域。本展区设置大量游乐性很强的参与展项，便于促进孩子们之间的团队合作思想，激发探索自然界的兴趣。
巨幕影院
重庆科技馆巨幕影院采用球形结构，建筑直径达36.8米，巨幅银幕高16米，宽20余米，可容纳200余人同时欣赏影片。该影院以银幕巨大、图像清晰、精密度高、放映设备功率超强和六声道多喇叭音响系统为特点，采用科视Christie全集成4K放映系统，让逼真的三维影像呼之欲出，使观众充分融入到电影场景之中。
防灾科技展厅
防灾科技展厅位于科技馆主楼的三层，展示面积3898平方米。共有展品展项39件(套)。以自然灾害为主题，结合重庆多发性自然灾害的特征，从学习灾害的科学知识，到最大限度利用建筑空间，生动地再现被火灾、泥石流及地震等破坏的城市受灾状况，以科学数据为基础，进行具有震撼力的灾害应对行动的体验。综合学习灾害预防知识和介绍防灾对策，实现国内首创的安全防灾展区。该展厅由重庆防灾、气象灾害、火灾展区、地震展区、安全知识展区、3D模拟体验器等支撑主题构成
交通科技展厅
交通科技展厅位于科技馆主楼的三层，展示面积1259平方米，共有展品展项19件。交通科技展厅以具有浓郁重庆特征的山水和人文环境为大背景，展示交通领域的科技内容，采用体验式、参与式为主的多样化展教方式，让参与者了解交通历史、交通工具、交通设施和未来交通等，激发参与者对交通科技的兴趣和为之奋斗的动力。由交通体验、交通工具、交通设施、未来交通四个主题展区构成。
国防科技展厅
国防科技展厅位于科技馆主楼的三层，展示面积1061平方米。共有展品展项14件。该展厅是国内首个科技馆内独立介绍国防科技的展区，是国内独创的在科技馆内开展爱国主义教育基地、国防教育基地，宣传科技进步对维护世界和平、促进人类发展所起的重要作用，体现科学精神与人文精神，展示人类保护和平的过程。该展厅结合重庆的军工资源，模拟战争的“新、奇、险、特”，展示军事与科学、战争与和平等方面的知识，让观众了解国防科技的历史、现实和未来。由千里纵横、明日之师等支撑主题组成。
宇航科技展厅
宇航科技展厅位于科技馆主楼的四层，展览面积3031平方米(复层面积为1100平方米)。共有展品展项40件。该展厅以“宇航之梦”为主题线索，展示宇宙的起源、中国古代天文学成就和天体运行规律等知识，模拟人类对宇宙的探索活动，体验最新的宇航科技成果，了解人类探索太空的历程，展现科技对物质世界的影响和对未知世界的探索，培养观众的创新意识和能力。由宇宙之秘、宇航之梦等支撑主题组成。
基础科学展厅
基础科学展厅位于科技馆主楼的四层，展览面积2900平方米。共有展品展项87件。该展厅涵盖了从趣味数学、经典物理到宇宙探索、物质构成的领域，把“像科学家一样思考”融入到整个展厅中，集中展示数学原理及其运用，通过神奇的力、电的世界、美妙的光、声音的世界等经典物理展品，让观众感受到科技的美妙与神奇，启发观众去发现并获得开启科学大门的钥匙。由趣味数学、经典物理等支撑主题组成。