تم افتتاحها عام 2007، تُعَد منطقة الاستكشاف هي المكان الذي يتسنى لزوار القاعة فيه التفاعل مع التجارب المعروضة بحرية، وتنقسم حاليًا إلى خمسة أقسام:
1. الفيزياء: البصريات، والصوتيات، وموجات الكهرباء، والمغناطيسية، والميكانيكا، والرياضيات، والسوائل.
2. الأحياء: معرض جسم الإنسان، الهرم الغذائي، وغيرها من التجارب.
3. الكيمياء: الجدول الدوري.
4. الفلك: مجسمات المجموعة الشمسية.
5. ألعاب
كما تشمل قاعة الاستكشاف:
1. الخط الزمني، والذي يبرز 48 اكتشافاً علمياً محورياً على مر تاريخ الإنسانية، منذ حوالي 35000 ق.م. وحتى عام 2000 ميلاديًّا.
2. لوحتَيّ تكريم الحائزين على جائزة نوبل، وتبرزان بعض أهم العلماء الحائزين على الجائزة العالمية الرفيعة المستوى، والذين ترتبط اكتشافاتهم بالتجارب المعروضة في قاعة الاستكشاف.
3. ركن الأطفال، وهو معد لاستقبال الأطفال دون السادسة من العمر أثناء زيارة الأهل للقاعة.
