Музей космонавтики расположен в цоколе памятника Покорителям космоса установленном на территории ВДНХ. Памятник торжественно открыли в 1964 году, а музейную экспозицию – почти на два десятка лет позже, приурочив это событие к 20-летию со дня первого полета человека на орбиту Земли.
Музейная коллекция размещена в восьми тематических залах, образующих единое выставочное пространство. Экспозиция подобрана таким образом, чтобы рассказать посетителям, как от мечты прорваться за пределы земной атмосферы человечество достигло нынешних достижений в освоении космоса.
В наши дни в музее можно увидеть первый искусственный спутник, созданный советскими конструкторами, и подлинный космический корабль «Союз», доставивший космонавтов с МКС домой, скафандры, чучела легендарных собак Белки и Стрелки, личные вещи конструкторов космических кораблей. Также можно ознакомиться с образцами лунного грунта, посмотреть на луноход, изучить принцип работы бортового холодильника и узнать, в каких условиях работают сегодня космонавты на Международной космической станции. Прямая трансляция с центра управления полетами наглядно продемонстрирует, над какой точкой земного шара находится станция.
Всего в фондах Музея космонавтики хранится около 93 тысяч экспонатов. После реконструкции, завершенной в 2009 году, посетители могут увидеть не только подлинные космические артефакты, но и полюбоваться современной интерактивной экспозицией.