南瀛天文馆最具有代表性的设施之一，就是星象馆内的星象剧场。
星象剧场采用数位球幕3D成像技术，透过特殊的数位星象仪，将影像投射在半球形的银幕上，让观众彷佛置身於浩瀚的宇宙之中。
与一般电影院不同，球幕剧场的影像不只出现在正前方，而是能够环绕整个视野，营造出更加立体及沉浸式的观赏效果。
剧场播放的内容包含星空导览、太阳系、天体运行、太空探索及宇宙科学等主题。
即使当天遇到下雨、阴天或无法进行户外观星的情况，观众仍然可以透过星象剧场欣赏模拟星空，认识不同的天文现象。
这也是南瀛天文馆非常适合亲子家庭及学生团体参观的原因之一。
三拥有大型天文望远镜，提供实际观星体验
南瀛天文馆另一项重要特色，就是天文观测馆内设置了多种不同规格的天文望远镜。
其中最受瞩目的设备，是主镜口径达76公分的TN76牛顿反射式望远镜。
这支望远镜具有相当大的集光能力，能够作为天文观测及望远镜教学的重要设备，也是馆内非常具有代表性的天文设施。
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