奥林匹克比赛大厅是水立方的核心区域，整个大厅长：116m、宽：70m、高：30m、面积：8120㎡，内有两个泳池，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。坐席区拥有5000余个标准坐席，座椅水天一色，如同一池碧水飞溅出的层层浪花。大厅内空气质量优良，自然光线、声音效果、建筑构造和色彩等方面优美结合，共同营造出舒适、愉悦、令人兴奋的综合室内环境。

水立方热身池完全按照国际赛事标准建造，现分为深水区和浅水区，池水全部采用臭氧消毒、氯制剂作辅助的消毒方式，最大限度地保证了池水的质量；通风系统采用全空气系统，池岸温度常年保持在22-26度之间。

多功能大厅位于水立方西部的综合性功能区，整个大厅长：60m、宽：40m、高：17m、面积：2400㎡，可容纳约1000人。场地配有三块标准室内网球场，宽阔的面积和充足的高度为丰富多彩的展陈设计，国内、国际文化艺术交流提供了一流的展示、交流平台。

嬉水乐园是目前中国最大、世界最先进的室内嬉水乐园之一，并拥有多项首次亮相于世界的水上游乐设施。水立方嬉水乐园让游客于此晶莹剔透的水滴里体验前所未有的奇妙旅程，让游客与水立方零距离接触，体会巨大的、神奇的水立方里不可思议的美妙和欢乐。

向观众展现了水立方作为唯一一座由港澳台侨同胞捐资建设的奥运场馆的诞生历程，全面反映了海内外炎黄子孙心向奥运、为奥运场馆建设慷慨捐资的感人画面，充分体现了血浓于水的拳拳赤子真心。

北京奥运会水立方游泳纪念展再现了中国游泳的精彩瞬间和北京奥运会史诗般的壮美辉煌，反映了丰富多彩的群众游泳活动，使观众感同身受地分享中国游泳军团的巅峰时刻与荣耀，激发强烈的爱国意识和报国情怀，并深刻感悟人与自然和谐相处、亲水向善的人文理念。

本展回顾了水立方这座神奇建筑的建设历程，通过丰富的实物展品和高科技的展示手段，引导观众深入发现和体验水立方建筑本身所蕴含的“绿色、科技、人文”三大理念，亲身感受建筑的独特魅力，进而讴歌和铭记水立方建设者的丰功伟绩。
剧场面积约200平方米，座位150个，采用中国科学院激光研究所研发的尖端激光数字放映设备，可播放3D影片、激光高清影片等，同时可兼用于会议、发布会等商业文化活动。

水立方南小楼共四层，北小楼共三层，拥有水吧、咖啡厅、泡泡吧、演播厅、小型多功能厅等。可承接大型公关活动、户外展览展示等。