美国国家航空航天博物馆座落在美国首都华盛顿特区的东南方，每月接待观众达10万之多，第一年的参观人数超过1000万人次，创美国各博物馆最高纪录。它是目前世界上最大的飞行博物馆，是由玻璃、大理石和钢材构成的现代化建筑。整个博物馆分为24个展厅。
博物馆的24个展厅共有18000平方米的展览面积。各展厅陈列飞行史上具有重要意义的各类飞机、火箭、导弹、宇宙飞船、及著名飞行员、宇航员用过的器物。除体积过于庞大的采用模型外，展品绝大多数都是珍贵的原物或备用的实物。馆内陈列品没有“请勿动手”的标牌，观众可以自己动手操作，观众和记者可以随意拍摄展品。
博物馆的正厅命名为“飞行里程碑”，形形色色的飞行器或悬吊在大厅天花板下，或停放在宽敞大厅的地面上。这里有最原始的飞行器：中国古代的风筝和火箭的模型；蒙特哥菲尔兄弟飞越巴黎上空的热气球复制品；以及莱特兄弟的“飞行者”1号飞机。在莱特兄弟飞机的近旁，陈列着“阿波罗”11号登月舱。
在空间飞行器展行里，除美国展品外，还展出世界各国发射的卫星及航天器的复制品。有美国“阿波罗”和苏联“联盟”号飞船实现对接的模型。能深入其中看个究竟的美国天空实验室吸引了无数观众内参观。这个空间轨道站高，呈圆筒状15米，内径7米，分为上下两层。观众沿舷梯进舱，可以看到装有各种仪器设备的实验室，及贮存水、食品和器材的库房。
全馆有各种类型的真正飞机共265架，从莱特兄弟的第一架飞机，到创下时速7296千米的X-15火箭飞机。这265架中相当一部分陈列在反映二次世界大战的展厅里。该厅陈列了美国的“野马”、日本的“零式”、德国的“梅塞施密特”、英国的“喷火”等驰名于世的各种战机。被缴获的希特勒的秘密武器—V-2飞弹实物，也矗立在展厅中的显赫位置。展厅中还站立着许多与真人同样大小栩栩如生的战时王牌飞行员的蜡像，墙壁上则挂满了激烈空战的照片和绘画。
飞机发动机、火箭和导弹、卫星和飞船等，都有专馆陈列。博物馆的电影场是世界上最大的宽银幕立体场电影场，它有一幅5层楼高、33米宽的银幕。走进以爱因斯坦命名的宇宙空间馆，新型的天象仪显现的9000颗各种星球、星系、星云、则使参观者身临其境地进入了无穷尽的灿烂苍穹。
2016年6月28日，在美国首都华盛顿，美国国家航空航天博物馆“波音飞行里程碑展示厅”举行媒体开放日活动。经过两年的翻新装修，美国国家航空航天博物馆“波音飞行里程碑展示厅”将于7月1日重新面向公众开放。
