北京奥运博物馆，是以奥运为主题的永久性专题博物馆，成立于2009年，位于国家体育场（鸟巢）南侧，总占地面积26199平方米，承担着奥运藏品研究、收藏、保护、展示、征集和教育等职能。截至2019年，博物馆内馆藏数量2577件/套。

2023年底，北京奥运博物馆完成了室内、室外4项工程升级改造任务，升级了展示体验、完善了教育研究、拓展了对外交流、提升了服务保障等功能。 升级改造后，北京奥运博物馆室内展陈突出了北京双奥元素，由序厅、基本陈列展厅、互动展区、临时展区等部分组成。

2024年2月3日，升级改造后的北京奥运博物馆重新向公众开放。

2008年4月，北京决定建设北京奥运博物馆作为官方唯一以奥运为主题的永久性专题博物馆。

2009年，北京奥运博物馆成立。

2012年，北京奥运博物馆布展完毕，2014年1月1日起接待团体参观。2019年12月30日，北京奥运博物馆全面开放。

2020年6月15日，根据新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作需要，北京奥运博物馆所在地国家体育场防控等级上调至2级，北京奥运博物馆延迟开放，采取闭馆措施。

2021年5月，北京奥运博物馆由北京市文物局转隶至北京奥运城市发展促进中心。12月1日，北京奥运博物馆因场馆升级改造闭馆。

2022年8月23日，北京奥运博物馆按照75%限流要求恢复开放，这是该馆在北京冬奥会后首次开放。

2022年11月1日，经国际奥林匹克博物馆联盟全体成员投票表决，北京奥运博物馆正式成为联盟的第33位成员。

在首钢集团举办的纪念2022年北京冬季奥运会成功举办一周年系列活动启动仪式上，北京奥运博物馆新馆标正式发布。新馆标以丝带、翅膀、赛道为创意元素，进行提炼融合，整体组成“奥运圣火”的造型。

2024年2月3日，北京奥运博物馆举行开馆仪式，历时两年顺利完成升级改造工作后，重新向公众开放。

升级改造后的北京奥运博物馆，统筹了室外广场和室内场馆，探索开展“馆园融合，以馆带园，以园促馆”的运行模式。

室外广场

室外广场包括双奥广场和双奥庭院。双奥广场包括鸟巢南广场和连通景观大道与博物馆入口的“双奥之路”，广场上设立了奥林匹克五环标识、2022年北京冬季奥运会大雪花雕塑及中国国旗、奥运五环旗等组成的旗阵。双奥庭院位于博物馆主入口处，两侧的双奥主题浮雕和门前新建的层叠水景与台阶、坐阶结合组成了“户外小剧场”。小剧场前的树池与坐阶的造型排列组成了“奥林匹克”英文（Olympic）摩斯密码图案。

室内场馆

室内功能区包括观众服务中心（咨询台）、主题前厅、文创社教区、多功能交流区、多功能报告厅。观众服务中心（咨询台）位于博物馆室内入口东侧，提供咨询服务、轮椅和婴儿车租用、大件行李寄存等服务。主题前厅位于博物馆一层，前厅地面展示了北京2008年奥运会开幕式上的巨幅画作。两侧浮雕分别展现了北京2008年奥运会和2022年北京冬季奥运会的经典运动项目和重要竞赛场馆。文创社教区在北京奥运博物馆一层东侧，设置了社教活动区、图书阅览区、文创店和咖啡厅，为公众提供教育、休闲、餐饮、购物等服务。多功能交流区加装可移动隔板和展示、会议设施，满足举办临时专题展览、国际会议、信息发布等多功能使用需求。多功能报告厅设置在博物馆地下一层，是开展博物馆讲座、电影鉴赏、国际学术交流研讨会等活动的场所。

北京奥运博物馆总占地面积26199平方米，升级改造后的北京奥运博物馆室内展陈突出了北京双奥元素，由序厅、基本陈列展厅、互动展区、临时展区等部分组成。

序厅

序厅主要展示“新中国与奥运会运动”“现代奥林匹克运动”两部分内容。

基本陈列展厅

基本陈列展厅以“圆梦双奥 共创未来”为主题，展陈面积为8604平方米，分为“冬奥盛会”“夏奥记忆”“双奥之城”三部分，由1394件展品和大量精彩图片、视频画面组成，通过大型场景复原、多媒体沙盘和实物裸展等多种陈列形式，全方位展现申办、筹办、举办2008年奥运会和2022年北京冬季奥运会的奋斗历程以及世界各国（地区）运动员的精彩时刻和感人故事、两届奥运会对促进主办城市发展的深远影响、中国为世界奥运会运动作出的贡献。

特色展示区域

升级改造后的北京奥运博物馆还设置了特色展示区域，包括中国范本专题展、“双奥”冠军墙、专题互动展区三部分。中国范本专题展从科学防疫、科技冬季奥林匹克运动会、绿色冬奥和“带动三亿人参与冰雪运动”四个方面展示了北京冬奥会筹办、举办的光辉历程。“双奥”冠军墙集中展示了北京2008年奥运会和2022年北京冬季奥运会获奖运动员登上颁奖台的“高光时刻”，观众通过科技互动项目可以“与冠军合影”。专题互动展区以“体育世界”为主题，设置了多元互动设施，观众可通过这些设施沉浸式体验冬奥会和夏季奥林匹克运动会的体育项目。

截至2019年，北京奥运博物馆有藏品数量2577件/套。北京奥运博物馆的馆藏精品主要有申奥帛雕、北京申奥纪念茶具、中国奥林匹克委员会摆件、《百年奥运，中华圆梦》画册、鸟巢场馆模型、第29届奥运会会徽等。

2021年11月28日，奥促中心和北京奥运博物馆共同启动了“奥运藏品全球征集活动”。该活动于2022年12月结束，共征集到各类奥运藏品和物品超过7万件套。

2009年4月20日，刘翔将自己参加北京奥运会火炬接力的火炬捐赠给了北京奥运博物馆。

2021年2月，志愿者常志复将自己珍藏的奥运物品无偿捐献给北京奥运博物馆。捐赠的物品有北京奥运会开幕式观众观看演出的礼包，邓亚萍签名的赠刊等30余件套等。

2022年1月14日，奥运藏品全球征集活动捐赠仪式在北京奥运城市发展促进会举行。韦江代表北京市妇女联合会将“巾帼助冬奥 彩卷筑梦想——北京社会组织女性手绘奥运七彩长卷”捐赠给北京奥运博物馆。

2020年3月5日，北京文博和北京奥运博物馆携手推出“博物馆与你在一起”专题直播，在新冠疫情时期为武汉加油，为冬奥助力。

2021年5月1日，“相约2022全国青少年冰雪文化艺术展”在北京奥运博物馆开幕。数百幅优秀作品入驻北京奥运博物馆，在博物馆的临时展览区域、冬奥展区和互动区，与奥运藏品一同展出。

2021年5月18日，北京奥运博物馆推出2021年纪念门票，该纪念门票以北京第29届奥林匹克运动会开幕式文艺表演《画卷》为主题设计。