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位於台北士林的天文科學教育館的劇場包含宇宙劇場及立體劇場，宇宙劇場為全天域電影，用360度全天域的方式欣賞自然美景或學習科學知識，宇宙劇場以180度半球型銀幕、傾斜座椅加上立體音響效果，讓觀眾有如置身叢林溪流或宇宙星空中。而天文科學教育館立體劇場的高畫質放映設備，結合寬大銀幕，及震撼的音響，當觀眾戴上立體眼鏡觀賞影片，便可感受到3D立體感官效果。<ref>[http://travel.tw.tranews.com/view/taipei/v526/ 台北天文科學教育館讓民眾探索眼底星空]</ref>
===歷史沿革及大事紀===
* 公會堂時期至中山堂時期
中山堂民國27年（昭和13年，西元1938年），臺灣新生報前身–臺灣日日新報社–為紀念創立40周年，將其建在公會堂屋頂上的四吋折射式赤道儀望遠鏡及圓頂觀測臺，捐獻給臺北市役所。臺灣光復後，公會堂為巿政府接收，更名為中山堂，其中圓頂觀測臺即為臺北市立天文科學教育館的前身。
之後，在人造衛星發射前，響應美國史密斯松寧天文臺 (Smithsonian Observatory) 呼籲全世界協助觀測人造衛星，遂於民國 47年組織「中國人造衛星觀測委員會」，並組編觀測隊，代表我國參加觀測。民國46年，人造衛星射入軌道以後，人類文化躍入太空時代，社 會對天文知識之需求甚切，中山堂附近夜間光害嚴重不適合觀測工作， 於是經臺北市政府同意遷址。
* 圓山天文臺時期
經過一番規劃，決定將天文臺設於圓山風景區 內，因此，民國49年開始興建，民國52年正式竣工 啟用。另外，巿政府改制院轄市後，於民國 58年報請行政院核定組織規程。鑑於天文教育為科學教育之重要一環，設備亟待充實，於民國67年興建天象館，民國69年7月1日落成。此時的市立天文臺，共設有研究及推廣兩組，無論在天文教育之推廣、研究及軟硬體的設備上，已略具規模。
* 天文科學教育館時期
天文科學教育館然而，由於臺北市人囗急速增加，原有的天文臺又規模過小，不敷所需，加上市議會曾履次反應儘速增設天文科學館、擴大空間、充實展示內容、系統化闡釋天文新知，遂於民國82年在臺北巿政府教育局指示下，於士林區基河路363號正式動工興建天文科學教育館。
自民國27年（昭和13年，西元1938年）至今，從公會堂、中山堂、圓山天文臺至現今之天文科學教育館，臺灣天文教育愈來愈茁壯，也愈來愈具規模。天文科學教育館已為國內的天文教育注入一股新的力量，使天文教育從深奧難懂的紙上談兵轉化為平易近人的生活知識。
* 27年 5月台灣日日新報社成立40週年慶，設立公會堂觀測室，內置四吋折射式赤道儀望遠鏡及圓頂觀測台，捐獻給台北市役所。
* 34年 台灣光復後，公會堂為巿政府接收，更名為中山堂天文臺。
* 47年 組織「中國人造衛星觀測委員會」，並組編觀測隊，代表我國參加美國史密斯松寧天文台 (Smithsonian Observatory) 呼籲全世界協助觀測人造衛星的工作。
* 49年 圓山天文臺開始動工興建。
* 52年 圓山天文臺竣工啟用。
* 58年 巿政府改制院轄市，報請行政院核定組織規程。
* 67年 興建天象館。
* 69年 7月1日 天象館落成，參觀人數增至每年十多萬人次。
* 74年 計劃興建天文科學館，利用圓山動物園舊址，因業務與圓山兒童育樂中心性質相異放棄。
* 76年 獲許市長水德同意遷至基隆河士林段。
* 78年 12月 完成設計圖，歷經四次發包均流標。
* 80年 4月 蔡臺長章獻先生退休，教育局謝遠明督學代理臺長。
* 80年 5月 奉指示再度遷移至基河路363號美崙公園旁邊。
* 80年 8月27日 阮國全先生奉調接任臺長。
* 80年 9月 7日 天文館用地都計處(都市發展局)正式公告，原舊地2.1公頃，現新址1.8公頃尚可使用
* 82年10月27日 黃市長大洲主持天文科學教育館開工動土。
* 82年12月 7日 土木工程正式動工。
* 85年 3月12日 市府市政會議通過新館組織及編制。
* 85年 8月 5日 臺北市議會議法字6157號函組織及編制業經七屆十七次臨時大會第四次會議三讀通過。
* 85年11月 7日 臺北市立天文科學教育館成立，由陳市長水扁主持揭幕並布達館長，同時廢止臺北市立天文臺組織編制。
* 86年 2月 4日 第一期開館。
* 86年 7月20日 全面開館。參觀人數增至每年一百二十萬人次。
* 88年 3月11日 李總統登輝暨馬市長英九蒞館視察。
* 89年 5月 8日 圓山天文臺拆除(6月13日完工，9月15日交通局接收)
* 89年 7月20日 三週年館慶，馬市長英九蒞臨主持ET大展開展。
* 89年12月18日 宇宙探險設施工程動工。
* 90年 7月20日 NASA月球岩石展，白副市長秀雄蒞臨主持揭幕。
* 91年 2月26日 首次參加台北燈節花車展示，介紹宇宙探險。
* 91年 3月30日 電波望遠鏡正式啟用。
* 91年 7月20日 宇宙探險與科學公園開幕。
* 92年 1月 2日 阮館長國全退休，王秘書錦雄代理館長。
* 92年 6月 2日 邱國光先生奉調接任館長。
* 92年 7月19日 飆火星特展開幕馬英九市長蒞臨揭幕
* 92年10月21日 「火星大接近」呂秀蓮副總統及游錫方方土行政院長蒞臨參觀
* 93年 1月16日 太空船火星登陸實況轉播
* 93年 7月 1日 卡西尼號進入土星軌道實況轉播
* 93年 7月19-25日邱國光館長至日本美星天文台，進行東亞天文教育國際交流
* 94年 3月 2日 女太空人瑪莎‧蘇‧艾雯絲遊天文館活動
* 95年 7月17-19日兩岸少年高峰會—2006天文夏令營
* 95年 7月22-29日邱國光館長應邀赴澳大利亞參加國際星象館學會2006墨爾本雙年大會。
* 95年11月 9日 水星凌日觀測與日本美星天文臺網路連線成功。
* 96年 7月20日 天文館十周年館慶活動
* 96年12月22日 郝龍斌市長蒞臨館參觀
* 97年3月 29日 土星展開幕
* 97年7月 22日 聖文森總理蒞館參訪
* 97年8月 1日 新疆日全食轉播
* 97年8月 8日 臺北市教育局長吳清山局長視察
* 98年1月 18日 2009全球天文年開幕
* 98年4月 24日 隕石展開幕
* 98年5月 2日 教育局吳清山局長主持夜宿天文館活動
* 98年7月 22日 日偏食開放
* 98年9月 16日 天文年奧地利聯絡人湯瑪士來訪
* 98年11月 7日 天文年成果展：澳洲天文攝影大師-大衛‧馬林教授「從地球到宇宙」天文攝影展
* 99年7月 10日 哈柏特展-縱橫星空20年
* 99年9月 21日 木星衝
* 99年10月12日 宇宙劇場座椅汰換
* 99年12月31日 購置數位星象儀
*100年3月 12日 澳洲墨爾本瑞秋‧韋伯思特教授來訪
*100年6月 30日 外星人特展
*100年7月 7日 數位星象儀開幕
*101年4月 2日 邱館長國光退休，王秘書錦雄代理館長。
*101年5月 21日 日環食
*101年12月21日 陳岸立先生奉調接任館長。
*102年 1月23日 本館組織規程暨編制表修正案經考試院同意備查，並溯自101年10月20日生效，館長職務調整為雙軌制任用，組室名稱改以職掌命名
*102年11月14日教育局林奕華局長蒞館視察
*103年 4月 1日 教育局林奕華局長宣布兒童月開始
*103年 7月 8日 看地球說故事特展
*104年 3月23日 宇宙探險因更新工程暫停開放
*104年 1月30日 探索光的奧秘特展
*104年 4月 4日 月全食轉播並開放
*105年 6月14日 展示場因更新工程暫時封閉
*105年 7月 1日 飛向宇宙-太空旅行特展開幕
*105年11月25日 宇宙探險重新開幕
*106年 4月 4日 「電影好好看-宇宙星世界」特展開幕
*106年 9月30日 「帶我去月球」特展開幕
*107年 1月31日 月全食
*107年 7月 5日 展示場重新開幕
*107年 7月 5日 星際迷航特展開幕
*107年 7月31日 火星大接近
*108年 6月26日 太空先鋒-登月50特展
*108年12月26日 日偏食特別開放