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太空馆天象厅装设有直径达23米的半球形银幕，自1980年便为市民服务。它除了设有东半球第一座全天域电影放映设备外，更是世界上第一座拥有全自动天象节目控制系统的天文博物馆。
随着数码投影科技不断演进，太空馆于2009年为天象厅设施进行更新，更换一套全新的Sky Skan 数码天象投影系统，以及安装配备多语言互动系统的座椅。2012年再将数码投影系统升级，增设三维立体球幕投影设备用以播放立体球幕影片。2021年天象厅更进行了历年来最大规模的翻新，主要工程为更换天象厅的屏幕。新设计采用最新NanoSeam技术，令半球形屏幕可提供无缝拼接的观赏体验，播放各种节目时影像更清晰、色彩更亮丽。其他设备包括数码天象投影系统、音响系统、控制室和制作室，亦全面提升至最新技术水平，为观众带来更优质的视听享受。
每年，香港太空馆都会严选精彩的天象节目、全天域电影及立体球幕电影在天象厅播放。
| 成人 | HK$32 |
| 全日制学生、残疾人士及六十岁或以上高龄人士 | HK$16 |
| 成人 | HK$24 |
| 全日制学生、残疾人士及六十岁或以上高龄人士 | HK$12 |
网页内容展示 | 放映时间 | 一 | 二 | 三 | 四 | 五 | 六 | 日及公众假期 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 上午10:30 | 学校节目 | 休馆 (公众假期除外) | 学校节目 | ||||
| 上午11:00 | 球幕电影 | 球幕电影 | |||||
| 下午12:30 | 立体球幕电影 | 立体球幕电影 | |||||
| 下午2:00 | 立体球幕电影 | 立体球幕电影 | 立体球幕电影 | 立体球幕电影 | 天象节目 | 天象节目 | |
| 下午3:30 | 天象节目 | 天象节目 | 天象节目 | 天象节目 | 球幕电影 | 球幕电影 | |
| 下午5:00 | 球幕电影 | * 球幕电影 | 球幕电影 | 球幕电影 | 立体球幕电影 | 立体球幕电影 | |
| 下午6:30 | * 立体球幕电影 | 立体球幕电影 | * 立体球幕电影 | 立体球幕电影 | * 天象节目 | 天象节目 | |
| 下午8:00 | 天象节目 | 天象节目 | 天象节目 | * 天象节目 | 球幕电影 | * 球幕电影 | |
时间表内有*号为英语场次，其余为粤语场次。耳机系统亦提供粤语、普通话及英语等其他语言选择。
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音乐天象节目《中国星空》曾于2018年11月在太空馆上映，并于多个国际球幕电影节中播放，包括美国的IMERSA Summit 2019、日本的2019国际科学映像祭及捷克的2019布尔诺球幕电影节。这出节目主要介绍中国古天文中的星座，没有旁述或对白，只是用优美的音乐来诠释美丽的星空。我们相信大自然是可以用心去感受，灿烂的星空不但可以用眼睛来观看，也可以用耳朵细听。
