上海体育博物馆位于上海市南京西路体育大厦。体育大厦原名西侨青年会大楼，始建于1928年。在保护好历史风貌的前提下，建设团队小心翼翼、反复论证，将体育大厦1-3层总建筑面积约为2000平方米的空间进行重新规划和布局设计。从筹建到开馆历时三年，这里将成为“市民公共体育文化空间”，兼具国际视野、体育特色、海派风格为一体的综合性体育博物馆。上海体育博物馆的四个主展厅分别为历史之舟、奥运之光、活力之城和未来之窗。全馆展陈面积为1813平方米，包含1200多件展品和500多幅历史图片，每一件藏品背后都凝结着上海体育人的心路历程，讲述着耐人寻味的体育故事。
此外还设有主题临展区、VR体验区、多维空间秀，以及各种独具创意的多媒体装置，参观者沉浸其中，能感受到深厚的体育文化底蕴。 进入历史之舟展厅首先会看到赛马拉开了近代体育登陆上海的序幕。从1850年跑马总会成立到1951年人民政府收回跑马厅地块，上海跑马总会存在了101年。随着您的行进，还将看到赛艇、台球、乒乓、射击、足球、篮球等各种近代体育运动相继在上海出现。这个展厅面积为
291平方米，陈列了大量珍贵的近代体育历史文物和图片。
奥运之光展厅分三个部分讲述世界奥运、中国奥运和上海奥运的故事，面积为446平方米。这是展品年代跨度最大的展厅，从公元前359年古希腊奥林匹克纪念币到2021年东京奥运会的火炬，跨越近2400年。在浓缩时光的浏览过程中，会看到古希腊奥运会的起源、现代奥运会的复兴、中国驶向奥运的漫漫航程、新中国体育的崛起和上海奥运健儿的风采。
活力之城展厅是面积最大的一层，达到798平方米，所展示的是建国以来上海体育事业在全民健身、竞技体育、体育赛事、青少年体育、体育彩票、对外交流等各方面取得的成就。展品包括奥运冠军徐莉佳的帆船、F1纪念赛车、八运会体育彩票、NBA总冠军戒指以及姚明、孙雯、范志毅、徐根宝和申花、上港足球俱乐部的相关展品。未来之窗展厅则通过两个“窗口”，预览上海体育未来的发展。一个窗口是沉浸式沙盘，展现的是十四五时期本市公共体育设施布局，以及部分现在和将要建成的地标性体育建筑。“智能查询大屏”则将会建设成为上海体育大数据的集成窗口。您可以通过大屏，查询博物馆里的每一件展品，了解体育的相关知识，查询市区两级体育场馆设施建设的信息。
