上海汽车博物馆是上海市在建的重点文化工程之一,博物馆通过介绍汽车发展历程，来展示珍贵历史车辆、人物传奇和技术沿革。
博物馆位于上海国际汽车城博览公园内，占地11700平方米，建筑面积27985平方米，建筑高度32.45米，项目总投资约4亿人民币。馆址由德国IFB公司完成建筑设计，建筑形态上采用了大量流动的曲线。从外观上看，它酷似叠加的书本，隐喻着博览馆的知识趣味与文化品位。
博物馆展示空间的功能规划分为：历史馆、技术馆、品牌馆、古董车馆、临展馆五部分，总展示面积约10000平方米。博物馆的布展建设将分两期进行，一期展区包括历史馆、古董车馆；二期完成技术馆及品牌馆。一期工程已于2006年10月24日正式完成并开放。
历史馆位于博物馆的一层，该馆通过展示世界汽车发展的历程，反映汽车对人类社会发展的重大影响，将汽车发展历程中各个重要阶段整合若干个主题展区，它们分别为：序馆、探索与诞生、实用与量产、多样与精彩、时尚与流线、运动与驾驶、节能与电子、中国汽车工业等。
古董车馆位于博物馆的二层，是一层历史馆的重要补充，该展馆由美国黑鹰汽车博物馆提供展示车辆。通过经典车型的集中展示，向观众介绍汽车发展各个不同时期的重要特征。
二期将增加技术馆和品牌馆，同时将古董车馆调整至四层。技术馆位于博览馆二层，分为构造、设计、制造、材料、安全、舒适、电子与能源八大主题展区，汽车在现代工业中已成为其他各种工业新技术的载体，技术馆的展示设计将集中体现这一思想。该馆从参观者视角出发，强调互动性与参与性，让参观者体验汽车所蕴含的人类智慧，感受人类推动科技进步的热情。
品牌馆位于博物馆的三层，由若干品牌分馆组成，让国内外著名整车厂商各自讲述其品牌的历史和文化，使参观者体验不同品牌的独特内涵。
临展馆位于博物馆的一层，用于举办各种主题性临时展览。
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