建物の最上層に位置する5階「展望展示室」は、本施設が世界中の航空ファンやスポッター（航空機写真愛好家）から愛される決定的な理由となっています。空港の管制塔をそのまま模した円形ガラス張りの空間からは、成田空港A滑走路（4,000m）の南側エンドを一望する360度パノラマが広がります。
航空科学博物館の展望台からの飛行機撮影は、一般的な展望デッキとは一線を画すアングルが魅力です。滑走路へ進入するファイナルアプローチの機体や、着陸接地時のスモーク、力強く離陸上昇していく大型機を、遮るもののない高所から狙うことができます。室内にはリアルタイムで航空無線（エアバンド）の交信音声が放送されており、ベテラン学芸員やボランティアによる離着陸機の機種・航空会社・目的地のリアルタイム生解説が流れる時間帯もあります。撮影愛好家のみならず、飛行機に詳しくない子ども連れでもドラマチックに情景を理解できる仕掛けです。
午前中に展示室と展望台を満喫した後は、4階にある展望レストラン「バイプレーン」での昼食が定番ルートです。滑走路を行き交う飛行機をガラス越しに眺めながら食事ができるこの空間では、航空科学博物館のレストラン機内食風メニューが大人気を博しています。国際線のビジネスクラスやエコノミークラスを思わせる専用トレーで提供されるランチプレートは、旅行気分を盛り上げる演出としてSNSでも広く拡散されています。週末のランチピーク（11:45〜13:15）は混雑による待ち時間が発生しやすいため、11時台前半の早めの入店が快適な時間を過ごすコツです。
