李政道图书馆实现了图书馆、档案馆、博物馆、科技馆、艺术馆“五馆”合一的功能定位，展区面积1500平方米。“以天之语，解物之道”是李政道图书馆陈列布展主题，包括：问道、悟道、传道和超弦四大展区，体现了集中展陈与无处不在相结合的设计理念。

问道：通过三件艺术品，“真理的光芒”、“拳拳赤子心”两幅油画和“对称乎”雕塑，集中呈现出李政道物理巨擘、赤子情怀和科艺双馨的人物特征。

悟道：这是展馆内唯一的封闭展区，聚焦李政道的成才之路以及在物理学领域的伟大成就。

传道：展现李政道为推动中国科技、教育事业发展所做出的杰出贡献。

超弦：借助物理学“超弦”概念，无处不在地展现李政道倡导科学与艺术交融的思想，以及科艺结合的艺术作品，其中包括镇馆之宝《核子重如牛，对撞生新态》等。