충주 고구려천문과학관은 2008년에 문을 연 곳으로, 근처에 충주 고구려비가 있어서 고구려의 기상을 이어받자는 의미로 충주 고구려 천문과학관이 되었다.
1층에는 전시실, 시청각실, 천체투영실이 있고, 2층에는 주 관측실과 보조 관측실이 위치한다. 주 관측실에는 지름 600㎜의 고성능 대구경 망원경이 설치되어 있고 1층 전시실은 별자리와 천문에 관한 고대인들의 우주관과 우리나라의 고천문도인 ‘천상열차분야지도’가 전시되어 있다. 시청각실에서는 다큐멘터리 상영, 특별 전시, 천문 강연 등이 진행된다. 천체투영실은 천장이 반구형의 영사막으로 되어 있어 프로젝트 빔을 이용하여 천체 및 별자리를 입체적으로 감상할 수 있다. 2층 주 관측실은 돔형 천장 구조로 되어 있으며, 천정이 좌우로 개방되면 그 틈으로 망원경을 통하여 낮에는 태양의 홍염을, 밤에는 별, 행성, 달, 성운, 성단 등을 관찰할 수 있다.
이 외에도 상설 프로그램인 천체관측 프로그램과 과학특강, 별자리 여행과 같은 특별 프로그램을 통해 우주에 대한 지식을 얻을 수 있다.