Мемориальный музей космонавтики символично располагается в постаменте памятника Покорителям Космоса. Так задумал еще Сергей Королев. Поэтому памятник стразу строили так, чтобы в его стилобате разместить музейные помещения.
Выставочные площади нового музея космонавтики увеличились до 4 350 м2. Там можно увидеть копии и макеты космических аппаратов, начиная с первого искусственного спутника Земли 1957 года и первого искусственного спутника Солнца «Луна-1» 1959 года, заканчивая орбитальной станцией «Мир» и МКС, фотографии с космодрома Тюратам (Байконуром его назвали, чтобы запутать иностранную разведку), чучела Белки и Стрелки и 105 грамм лунного грунта. В музее можно познакомиться с процессом подготовки космонавтов, их бытом на орбите, и даже проследить за Международной космической станцией и прямыми сеансами связи с космонавтами из миниатюрного центра управления полетами. Есть в музее космонавтики даже зал с космическими тренажерами, где все желающие могут проверить свои возможности.
Сейчас в экспозиции 93 тысячи экспонатов. В музее 8 залов, каждый посвящен отдельной теме: «Утро космической эры», «Творцы космической эры», «Космический дом на орбите» и другие. Многие образцы ракетно-космической техники представлены в виде макетов, но большинство экспонатов — подлинники.
