奧林匹克比賽大廳是水立方的核心區域，整個大廳長：116m、寬：70m、高：30m、面積：8120㎡，內有兩個泳池，游泳池25米*50米，水深3米；跳水池25米*30米，水深4.5-5.5米。坐席區擁有5000余個標準坐席，座椅水天一色，如同一池碧水飛濺出的層層浪花。大廳內空氣質量優良，自然光線、聲音效果、建筑構造和色彩等方面優美結合，共同營造出舒適、愉悅、令人興奮的綜合室內環境。

水立方熱身池完全按照國際賽事標準建造，現分為深水區和淺水區，池水全部采用臭氧消毒、氯制劑作輔助的消毒方式，最大限度地保證了池水的質量；通風系統采用全空氣系統，池岸溫度常年保持在22-26度之間。

多功能大廳位于水立方西部的綜合性功能區，整個大廳長：60m、寬：40m、高：17m、面積：2400㎡，可容納約1000人。場地配有三塊標準室內網球場，寬闊的面積和充足的高度為豐富多彩的展陳設計，國內、國際文化藝術交流提供了一流的展示、交流平臺。

嬉水樂園是目前中國最大、世界最先進的室內嬉水樂園之一，并擁有多項首次亮相于世界的水上游樂設施。水立方嬉水樂園讓游客于此晶瑩剔透的水滴里體驗前所未有的奇妙旅程，讓游客與水立方零距離接觸，體會巨大的、神奇的水立方里不可思議的美妙和歡樂。

向觀眾展現了水立方作為唯一一座由港澳臺僑同胞捐資建設的奧運場館的誕生歷程，全面反映了海內外炎黃子孫心向奧運、為奧運場館建設慷慨捐資的感人畫面，充分體現了血濃于水的拳拳赤子真心。

北京奧運會水立方游泳紀念展再現了中國游泳的精彩瞬間和北京奧運會史詩般的壯美輝煌，反映了豐富多彩的群眾游泳活動，使觀眾感同身受地分享中國游泳軍團的巔峰時刻與榮耀，激發強烈的愛國意識和報國情懷，并深刻感悟人與自然和諧相處、親水向善的人文理念。

本展回顧了水立方這座神奇建筑的建設歷程，通過豐富的實物展品和高科技的展示手段，引導觀眾深入發現和體驗水立方建筑本身所蘊含的“綠色、科技、人文”三大理念，親身感受建筑的獨特魅力，進而謳歌和銘記水立方建設者的豐功偉績。
劇場面積約200平方米，座位150個，采用中國科學院激光研究所研發的尖端激光數字放映設備，可播放3D影片、激光高清影片等，同時可兼用于會議、發布會等商業文化活動。

水立方南小樓共四層，北小樓共三層，擁有水吧、咖啡廳、泡泡吧、演播廳、小型多功能廳等。可承接大型公關活動、戶外展覽展示等。