大港奥林匹克博物馆面积达4858平方米，整体建筑中最引人注目的是三个展厅。其中，位于博物馆一层的大型展厅为常设展厅，长期陈设奥运会比赛中的一些体育器材，供市民参观鉴赏，通过实物对比的方式展现奥运体育器材的历史变迁，市民们可以通过各种实体器材感受体育氛围，了解奥运文化。

　　该博物馆还专设了一个主题展厅，每月将根据不同的主题更换展品。9月27日正式开放后，拥有几百件珍贵奥运珍品的首个主题展览将吸引众多市民的眼球。在这里，你可以欣赏到历届奥运会火炬、纪念封、纪念牌、徽章及海报等珍贵真品。其中还有颇具历史价值的“现代奥林匹克之父”——顾拜旦的《奥林匹克宣言》手稿。此外，在二楼的图片展厅将展出多幅奥运图片，独具特色的是一面专门的“奥运冠军墙”。这面墙将悬挂300余幅照片，展现2008年北京奥运会上每个项目冠军不同的精彩瞬间。在展厅的其他部分，也将用图片展现奥运的发展、演变及值得纪念的历史时刻。博物馆内还有环幕影院及中国唯一一家可以经营国际奥林匹克和历届奥运题材的特色纪念品商店，为奥运纪念品收藏者提供交流平台。