翱翔蓝天，九天揽月，是人类数千年来的梦想。20世纪人类最伟大的成就之一就是挣脱了地球引力，自由地飞翔于蓝天和太空，实现了千百年来的飞天之梦。“飞天之梦”展馆采用互动性的展示方式，让观众追随人类探索飞行的脚步，感受飞翔的乐趣和宇宙的奥秘，了解航空科技知识、载人航天系统工程，激励青少年勇于钻研尖端科技，关注浩瀚的宇宙，探索人类的未来。

　　主题展馆划分为三个区域：“挑战天空”、“飞向太空”、“星际探秘”。

　　1、“挑战天空”主要展示能使人类自由翱翔于蓝天的航空科技知识，重点介绍航空飞行的基本原理，航空飞行器的设计与构造，航空材料与可靠性，航空飞行器的驾驶与控制，导航及空中交通管制等内容。

　　2、“飞向太空”以国内外航天科技发展为背景，以中国航天事业发展历程为中心，展示航天领域的科技知识，包括航天发射与飞行的基本原理、载人航天的系统工程等内容。

　　 3、“星际探秘”通过人类现已掌握的天文知识和航天技术，向观众展示太阳系、银河系以及河外星系的知识，激发观众探索宇宙奥秘、开发宇宙资源的兴趣。