Музей космонавтики открыли 10 апреля 1981 года, к двадцатилетию полёта Гагарина, в основании монумента «Покорителям космоса» на Аллее Космонавтов у ВДНХ. Сам монумент — стометровый титановый шлейф ракеты — поставили ещё в 1964 году.
Собрание насчитывает десятки тысяч предметов. Среди них спускаемый аппарат, скафандры, кресла космонавтов, приборы, макет базового блока станции «Мир», в который можно зайти, и настоящий тренажёр.
Отдельная витрина — чучела Белки и Стрелки, вернувшихся на Землю в 1960 году. Рядом — дублёр первого спутника и личные вещи Гагарина и Королёва.
Экспозиция построена по хронологии: от идей Циолковского к первому спутнику, полёту человека, лунной программе, орбитальным станциям и современным проектам.
В музее работают интерактивные тренажёры и симулятор стыковки, а также центр управления полётами в миниатюре — с ними интереснее детям, но очередь к ним стоит и без них.
После реконструкции 2009 года площадь музея выросла в несколько раз, и осмотр занимает не меньше двух часов.
Вход со стороны Аллеи Космонавтов, ближайшая станция метро — ВДНХ; по средам и четвергам музей работает дольше обычного.
Билеты продают в кассе и онлайн, по вторникам музей закрыт.
Рядом, на той же аллее, стоит дом-музей Королёва — небольшой особняк, где конструктор жил последние годы; вход в него отдельный.
Аллея Космонавтов ведёт от монумента к ВДНХ, и вдоль неё стоят бюсты первых космонавтов.
В лавке продают еду космонавтов в тюбиках — сувенир, который берут почти все. Билет школьникам и студентам дешевле, а в отдельные дни бывает бесплатный вход.
