湖南航空馆由主馆、文物飞机陈列馆、航空装备展示坪三部分组成。主馆面积8000平方米，文物飞机陈列馆面积600平方米，航空装备展示坪18000平方米。

湖南航空馆主馆为三层，分为军用航空展区、民用航空展区、航空职教展区三部分。展馆以中国梦、航空梦、职教梦为主题，以“天人合一”为概念，诠释了敬仰航空、敬畏生命、敬重装备的航空理念。注重空间设计与展示内容相结合，是一座以航空装备展览、航空教育、航空科普、航空体验为核心，集实物、模型、图片、文字、声像资料于一体，综合声光电技术、数字信息技术等科技手段的现代化航空展示馆。

D一层《飞行力量》——军用航空展厅

展厅分为军用航空、空军航空维修发展史、飞机构造与系统、飞行器实物展区。

第二层《云端之上》——民用航空展厅

展厅分为民用航空、通用航空、湖南航空展区。

第三层《使命与梦想》——航空职教展厅

展厅分为校史馆、航空职业教育与技术协同创新中心、百年航空趣事展区。

文物飞机陈列馆

杜-2飞机的原形是前苏联空军的图-2轰炸机。从1940年5月1日开始设计，是中国人民解放军空军早期的重要装备。

乌米格-15双座教练机机由米格-15战斗机改装而成。米格-15于1946年开始设计，1948年3月投入批量生产，年底交付空军使用。

航空装备展示坪

轰-6飞机原型为苏联的知名中型喷气轰炸机图-16。该机的各种改型在苏军中担任了战术战略轰炸、侦察等多种任务。在苏军中主要作为大型作战飞机。

安-26飞机是前苏联安东诺夫设计局研制的双发涡轮螺桨支线运输机。1969年D一次在巴黎航空博览会上展出。

歼-7飞机为二代喷气式超音速战斗机。1966年1月，首架歼-7在沈阳飞机厂首飞。1964年和1965年航空工业部确定成都飞机厂和贵州飞机厂也生产歼-7。

歼-6Z早由沈阳飞机厂研制，新机在1964年9月23日交付部队，并被正式命名为歼-6。