沈阳科学宫于2000年6月18日建成开放，占地面积3.6万平方米，建筑面积4万平方米，具有科普展示、会议展览、交流培训、高科技娱乐四大功能。
开馆以来，科学宫组织了丰富多彩、独具特色的科普展览活动，举办了各项青少年科技创新竞赛，承办了多项临时科普展览，开展了科普冬夏令营、科普培训班、小小科技辅导员培训班等等活动，受到了广大市民和青少年的喜爱和赞许，至今已接待观众近400万人次，其中未成年人约占70%，成人观众约占30%，服务区域覆盖全市16个区、县、市及辽宁大部分地区。2005年7月1日，科学宫科普展厅对未成年人实行免费开放。作为辽沈地区具有重要影响的大型现代化科普教育基地，科学宫在面向社会公众和青少年传播科学思想、弘扬科学精神、普及科学技术知识、提高公众科学文化素养等方面发挥着重要作用，成为培养创新精神、造就创新人才的热土。被有关部门授予“全国青少年科技教育基地”、“全国青少年校外活动示范基地”、“全国科普工作先进集体”、“辽宁省爱国主义教育基地”、“国家4A级旅游景区”等称号和荣誉，并获得全国科技馆界的启明奖和创业奖。
沈阳科学宫科普展厅由感觉与错觉展区、力学奇观展区、声光磁电展区、机械传动展区、机器人展区、信息技术展区、航空航天展区、数学展区、防震减灾科普馆组成，常设科普展厅面积为8600㎡，有展品200余件，绝大多数都可以由参观者动手操作，深受公众尤其是青少年的喜爱。位于一楼的全新的感觉与错觉展区、力学奇观展区、声光磁电展区和机械传动展区是于2012年1月份改造完成的；位于二楼的机器人展区和信息技术展区于2013年进行了全新改造。防震减灾科普馆是与市地震局合作建设的，占地1300平方米，是东北最大、全国一流的地震类专业科普展览，开馆以来共接待了观众10多万人次，2012年，被国家地震局授予“国家防震减灾科普教育基地”称号。
科学宫科普特效影院包括球幕影院和4D影院。球幕影院于2000年建成，采用国际先进技术设备，屏幕直径达23米，整个屏幕面积近1000平方米，电影画面可达800多平方米，可容纳观众260人。球幕影院每年放映两部片子，平均每年放映500余场。4D影院于2009年由原动感影院改建而成，银幕为平面16：9画面，宽度为9米，是目前辽宁省4D影院的第一巨幕，设座椅50套，平均每年放映近千场。2013年，在球幕影院基础上购置了数字天象仪球幕影院系统，增加了数字天象功能，建成了天象馆。
南楼科技临时展厅占地面积15400平方米，承接省市科技周展览活动、临时科普展览、省市重要文化活动、人才会等等。近年来，承接了多次市科技周开幕式及展览活动，如新能源展、海洋生物展、互动艺术展、海洋家园展等等。