1991年開幕
儘管科學館的外觀評價褒貶不一，但無論如何，它仍然獲得了1990年代香港建築師學會年獎的優異獎。香港科學館1991年4月18日正式啟用，由時任港督衛奕信爵士主持揭幕儀式。
香港科學館大樓共有4層（包括地下），早於1976年由現已解散的市政局計劃興建，後來在1980年代進一步研究後，選址於九龍尖沙咀東。1988年2月1日正式開始動工，建築由巴馬丹拿公司設計，禮頓建築承建，最終1990年完工，總建築費用為3億4千萬元。
親子活動首選
科學館大樓的建築面積為16,200平方米，樓面總面積為13,500平方米，共有17個展區，收藏約600件展品，涵蓋各種不同科學領域，其中約十分之一的展品可供參觀者親自操作，因此深受小朋友的喜愛，成為熱門親子活動場地之一，也可以解釋為什麼科學館是訪客量的長勝將軍。
香港科學館的館徽是一個紅色等邊三角形，頂部有一個反白的半圓形，並且有一個紅點和橙色的筆劃組成。據說這象徵著生命科學中的有趣現象，同時也代表著科學館頂部的圓錐體塔和半球形塔。至於館徽上的紅點和筆劃，則代表著鎮館展品「能量太空梭」的圓球和軌道。
能量太空梭
作為香港科學館最大的展品，能量太空梭是世界上同類型展品中最大的。它位於展覽廳的中央，高22米，分為甲塔、乙塔和接駁廊三個部分，軌道全長超過1.6公里。圓球經過其中最長的路線回到甲塔需要90秒。
能量太空梭會利用約24個由合成纖維製成的紅色圓球（啟用初期，圓球的顏色為紅、藍、綠），由中央電腦控制的開關裝置和軌道選擇裝置，將圓球有系統地送往不同軌道滾動，並使各種樂器產生不同的聲音、霓虹燈和部分設施移動，以表達勢能轉化為動能、聲能和光能。
每次啟動時，能量太空梭都會暫時關閉能量穿梭機甲塔和乙塔下面的常設展覽廳，以確保所有人的安全。由於它只會在特定時間運行（每日僅四場），許多訪客都會特意等待它運行結束後才離開科學館。
國泰機 Betsy
香港科學館還展出了國泰航空首架飛機 – 道格拉斯DC-3型客機，這架飛機被命名為「貝茜號」（英文名 Betsy），她是科學館的標誌性展品之一，也是香港科學館在成立初期的第一件展品。國泰是香港首家提供民航服務的航空公司，而 Betsy 是國泰的首架飛機，其歷史意義之重大可想而知。
要將這架DC-3型客機運送到科學館是一項浩大的工程。首先整個運輸過程都在深夜進行，先由躉船將飛機運送至尖東碼頭，然後再將其轉移至科學館，並將其懸掛在二樓的交通廳上。在當時，科學館內部的建設工程還未完全完成，可見此舉的不易。
愛因斯坦展
除了常設的展覽之外，科學館曾多次舉辦一些吸引市民的限時展覽。2003年，中國太空人楊利偉訪港時期，就曾首次對外展出「神舟五號」的返回艙，屆時參觀人次超過十萬。2011年的愛因斯坦回顧展，由瑞士外交部及歷史博物館策劃，展期長達四個月。展包括愛因斯坦的文件和照片複製品，並有各種互動展品闡述物理理論，還有劇場呈現無邊的宇宙世界。
2007年，作為慶祝回歸十周年活動，香港科學館舉辦中國恐龍與古生物展，是本港歷來最大規模的恐龍化石展。2012年，冰封了4萬多年的長毛象B女 Lyuba（柳芭）遺骸，先在 IFC 展出，然後移師香港科學館大堂。
大樓擴建計劃
根據一份2019年的立法會文件，科學館由於訪客眾多，各項設施使用率極高，現有的空間和設施均不敷應用，再加上香港科學館樓面面積，遠較外地其他科學館為小。因此政府建議擴建科學館，提升容納訪客能力以及更新設施，先至維持競爭力，
2020年底，審計署指出科學館嘅常設展覽中，展覽期通常訂為10至15年。但審計署卻發現，科學館59% 常設展覽已經展出超過15年至29年，而從未曾更新，例如包括電訊廊、光學、數學、家居科技、食品科學等。
到了2022年，康文署正式提出擴建計劃，計劃於科學館及毗鄰嘅歷史博物館旁邊，興建三座 5 層高新翼大樓，落成後三座大樓將由科學館及歷史博物館共用，而且會特別為兩個博物館預留特別展覽廳同教育設施等。
搬入沙田重建
但令人驚訝的是，雖然科學館提交了擴建計劃，在2023年底卻迎來一個「新建議」。這項新建議是將位於尖東的科學館改建為一個介紹國家發展和成就的專館，原科學館則計劃在沙田的文化博物館重建。至於文化博物館的藏品，將會整合並重新展示在其他博物館當中。
時任文化體育及旅遊局局長楊潤雄出席會議後見傳媒時強調，方案只是初步規劃，表示並不要求議員立即決定相關博物館的選址，而且如果需要的話，也可以建設一個更具代表性的文化館。
根據康文署的統計數據顯示，科學館在2022年吸引了110萬人次的入場人數，儘管這在全港博物館中位居首位，但仍有可能要搬遷到新界沙田。而文化博物館上一年度的入場人數為45萬人次，排名第五，卻面臨著被消失的命運。
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