L'universo racchiude i più grandi misteri dell'umanità. Alcuni di essi, tuttavia, possono essere svelati grazie a questo centro che appartiene al Comune di Madrid e fa capo all'Assessorato alle Belle Arti. Sin dalla sua inaugurazione, avvenuta il 29 settembre 1986, il suo obiettivo principale è sempre stato quello culturale sia sotto il profilo pedagogico, che divulgativo.
Animato dalla volontà di diffondere nozioni basiche di astronomia e scienza tra studenti e visitatori in genere, il centro dispone di varie sale destinate a scopi diversi. Il Planetario di Madrid è situato nel Parque Tierno Galván, a un'altitudine di 600 metri: ciò ne fa dunque un punto panoramico da cui poter ammirare gran parte della città di Madrid.
Missione principale del Planetario di Madrid è quella di restituire al visitatore il suo perduto legame con il cosmo potenziandolo mediante la divulgazione della scienza astronomica sotto ogni suo profilo: descrittivo, storico, fisico, di ricerca e di esplorazione.

Le proiezioni multimediali effettuate nella sala principale del Planetario di Madrid avvengono mediante un sistema di multivisione costituito da 100 proiettori di diapositive che proiettano immagini su tutta la cupola creando effetti panoramici e dando origine a un'unica immagine emisferica avvolgente o alla possibilità di proiettare in qualsiasi punto della cupola.
La sala dispone inoltre di 50 proiettori di effetti speciali che simulano il sistema solare, esplosioni stellari, pulsar, buchi neri, galassie, ecc. D'altra parte sono disponibili anche videoproiettori dotati di magnetoscopi e lettori di videodischi e un sistema audio a 24 altoparlanti ripartiti in modo uniforme con una potenza di 6.000 watt e rinforzo dei subwoofer.
La parte più importante è però rappresentata dal proiettore stellare o planetario ottico: un insieme di proiettori, ingranaggi e assi di rotazione che consentono di rappresentare con grande realismo l'immensità della notte stellata, nonché i movimenti di stelle e pianeti. Sebbene al giorno d'oggi esistano anche altri tipi di proiettori estremamente efficaci, essi non sono ancora riusciti a superare la naturelezza delle stelle riprodotte mediante i planetari ottici.

Il Planetario dispone di tre aree espositive principali: due sale espositive propriamente dette e un vestibolo annesso alla sala video, in cui vengono allestite principalmente mostre di propria creazione. La Sala degli astronomi è uno spazio aperto circolare di 21 m di diametro situata sotto la sala di proiezione. Qui il pubblico può partecipare a esposizioni su temi astronomici di svariato tipo come quelle dedicate alla cometa Halley, l'esplorazione di Nettuno, le galassie, il cielo nell'emisfero australe...
Nella parte esterna della Sala di proiezione è presente uno schermo curvo di retroproiezione panoramica della lunghezza di 9 m. La luce attraversa lo schermo, dietro al quale sono situati proiettori di diapositive sincronizzati e comandati dal computer. Sullo schermo si possono vedere brevi filmati audiovisivi prodotti tutti dal Planetario di Madrid e relativi a temi astronomici quali i pianeti o le dimensioni in scala dell'Universo e della Terra.
La Sala espositiva è una struttura indipendente all'interno del Planetario stesso: ciò la rende un luogo adatto ad ospitare attività ed esposizioni dedicate a temi diversi da quelli trattati nel resto dell'edificio. Qui, infatti, sono state allestite esposizioni riguardanti le comunicazioni attraverso il satellite Hispasat, i lavori fotografici eseguiti da astronomi dilettanti, il modo in cui i bambini vedono il Planetario o il 25º anniversario dello sbarco dell'uomo sulla luna.
Il complesso dell'edificio del Planetario è completato dalla Torre dell'osservatorio. All'interno di questa torre alta 28 m sono situati una cupola con un diametro di 3 m e un telescopio rifrattore Coudé, con un'apertura di 150 mm e una distanza focale di 2,25 m. Sebbene Madrid non sia il luogo più adatto ai fini dell'osservazione astronomica data la grande quantità di luci e l'inquinamento atmosferico, il centro consente di eseguire osservazioni di alta qualità.
All'interno dell'edificio del Planetario è presente un negozio in cui è possibile acquistare diverso materiale e articoli didattici su scienza e astronomia.
L'ingresso a esposizioni, proiezioni di video e filmati è gratuito.
I posti sono numerati.
I prezzi per accedere alla sala di proiezione sono i segunti: