北京奥运博物馆坐落于奥林匹克中心区国家体育场南侧零层和负一层，是一座以奥运为主题的永久性专题博物馆。这座博物馆不仅是彰显新时代中国形象的重要窗口，更是展现北京双奥之城特色的文化地标，在促进国内外体育文化交流方面发挥着重要作用。
博物馆的基本陈列以"圆梦双奥 共创未来"为主题，分为"冬奥盛会""夏奥记忆""双奥之城"三大部分。展览通过1281件(套)珍贵展品、880张历史图片和60个多媒体视频，全方位展现中国共产党团结带领中国人民申办、筹办、举办2008年奥运会和2022年冬奥会的奋斗历程。展览采用大型场景复原、多媒体沙盘、实物裸展和大型雕塑等多种陈列形式，生动再现了两届奥运会的辉煌历程。
博物馆的室外双奥广场是极具特色的参观区域，这里设立了奥林匹克五环标识、北京冬奥大雪花雕塑以及由中国国旗、奥运五环旗等组成的旗阵，营造了浓厚的奥运氛围，成为观众拍照留念的"网红打卡处"。双奥庭院设立在博物馆主入口处，两侧的双奥主题浮雕和门前新建的层叠水景与台阶、坐阶巧妙结合，组成了"户外小剧场"。特别值得一提的是，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，这种将奥运建筑精品融入百姓日常生活的设计独具匠心。
博物馆内部设有专题展区、双奥沉浸式数字展厅和科技互动区等辅助展陈功能区。"科技冬奥"专题展区重点展示了北京冬奥会期间应用的先进科技成果，体现了科技与体育的完美融合。展览以两届奥运会重大里程碑事件作为基本叙事结构，通过多维度呈现方式，让观众能够深入了解世界各国(地区)运动员顽强拼搏的精彩时刻和感人故事。
北京奥运博物馆不仅记录了北京作为双奥之城的辉煌成就，更展现了两届奥运会对促进主办城市发展的深远影响以及中国为世界奥林匹克运动作出的重要贡献。这里既是奥运历史的见证者，也是体育文化的传播者，为参观者提供了感受奥运精神、了解体育文化的独特体验。博物馆的成功建立和运营，充分体现了中国对奥林匹克运动的高度重视和对体育文化传承的坚定承诺。
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