据介绍，中国航空馆分为两层，包括前展区、主展区、后展区和模拟机体验区，以多媒体、声光电特效等生动有趣的互动体验形式，诠释飞行与城市、生活之间的关系，为让观众更真实地体验飞行驾驶的感受，航空馆还设有模拟机体验区，包括4架模拟飞行玩乐机和1座大型飞机模拟机。参观者登上模拟机，机舱将随着驾驶者的指令起飞、降落、颠簸，游客可以从上海虹桥机场起飞，随后在世博园上空盘旋，直至降落在浦东机场。
中国航空馆建筑蕴含着绿色和环保的理念，造型通过空间不规则的网壳和覆盖的膜来实现，需要非常精准的钢结构加工和膜的剪裁。这种异形膜结构件组合目前在全世界属于首例。