世博会博物馆是具有未来属性的新型城市公共博物馆。筑设计以“世博记忆”与“城市生活”作为设计主题，通过概念的演绎，以空间、形体、立面、景观的多层次处理进行设计表现。在博物馆建筑中央的“欢庆之云”是由3730块三角玻璃组成的三根“云柱”，它们撑起了空中走廊，连接展厅、公共服务和屋顶花园等功能区，形成独特的空中特展区，即“云厅” ，代表着未来、开放和瞬间,。历史河谷代表着历史、冥想和永恒。河谷中的岩石与河流这两个元素，分别对应了博物馆设计中的建筑和地景。历史的河谷+欢庆之云正是将关于世博记忆与城市生活两方面的线索结合起来。

世博会博物馆的展陈设计与布展团队包括中国、西班牙、意大利三国联合团队，且均具备世博和文化项目的丰富经验，体现了世博馆的国际性和开放办馆的理念。
世博会博物馆常设展厅1-4展厅讲述世博会历史，自1851年英国伦敦世博会起至2008年西班牙萨拉戈萨世博会。
常设展厅5-7厅，讲述中国2010年上海世博会。
第8厅则呈现2010年世博会以后不断延续的未来各届世博会的精彩内容，阐释“世博永续”的主题。
世博会博物馆拥有18784件/套藏品。将不定期做循环展示。

“世博之光”特效影厅采用世界上先进的影院技术:国内超大多幕联映系统 、全球先进的4K3D激光放映机、国内多维全景环绕声场 、国际领先实时互动游戏机制、独立设计的沉浸式光感特效座椅、全沉浸舞美光感联动特效。播放全球首部世博题材特效电影《世博奇妙旅行》。为您带来沉浸式的观影体验，让您不再是看电影，而是身在电影之中。

《世博奇妙旅行》影片主要讲述了世博宝宝果果与来到地球的外星人kala邂逅了，共同穿越到自己出身的2010年上海世博会，果果见证了母亲参与世博会建设的故事，从而增进了与母亲的感情，也增加了对城市发展、科技进步的理解。而遭遇到因过度开发导致资源危机的外星文明也通过这次游历，学习到人类“可持续发展”的地球智慧，并返回外星重建属于自己的家园、属于自己的未来。