博物馆以“知识性、专业性、系统性”为引领，通过“城市与世界”、“城市与中国”、“城市与浙江”、“城市与杭州”、“城市与杭州城研中心”五大板块解读“城市”这一复杂巨系统；以“一楼一主题，一房一主题”为特色，突出“兼容性”设计理念，充分利用大厅、走廊、过道等公共空间，高效利用教室、图书馆、报告厅、研讨室、办公室和会议室等室内空间，通过8000余幅图片展品，以“全视野、满布局”的展示手法，全图景总结演绎世界、中国、浙江以及杭州的城市化进程。

2013年12月15日，玉兔二号的“姐姐”玉兔号跟随嫦娥三号抵达月球表面，并于2016年7月31日超额完成任务后“退休”。。