同館のもう一つの目玉が、ドーム直径約18メートルを誇るプラネタリウムです。日本海側最大級の投映ドームに映し出される満天の星は、息をのむほどの臨場感をもたらします。最新鋭の光学式投映機と高精細デジタル映像システムをハイブリッドで駆使し、肉眼では捉えきれない微細な星々の瞬きや深宇宙の構造までを圧倒的な解像度で描き出します。
プラネタリウム上映時間は平日と土日祝日でタイムスケジュールが大きく異なります。平日は学校団体の利用に配慮しつつ1日2〜3回程度の上映となることが多い一方、休日には1日5〜6回ほどの設定となり、投影されるプログラムも多彩です。午前中や午後の早い時間帯にはファミリー向けのキャラクター解説プログラムが組まれる傾向にありますが、午後の中盤以降には、専門スタッフが生解説で季節の星座や最新の天文学トピックを語り尽くす大人向けの本格プログラムが用意されています。
館内全体を回る所要時間の目安としては、常設展示の鑑賞に約2.5時間から3時間、プラネタリウムの鑑賞（1番組あたり約45分）を組み合わせると、最低でも半日、細部まで体験を網羅するなら4〜5時間は確保しておくのが賢明です。プラネタリウムは座席数が限られており、休日には目当ての回が満席になるケースも珍しくありません。入館直後にエントランスの券売機で希望する回の上映チケットを確保しておくことが、タイムロスを防ぐ黄金ルールです。
