展厅二楼称为“智慧厅”，主要展示经典基础理论知识展品，分为“知识探秘”、“信息之光”、“神奇材料”三大展区。

“知识探秘展区”包括“磁电区”、“力学区”、“数学区”、“声学区”和“光学区”。经典展示品有“怒发冲冠”、“自己拉自己”、“钉床”、“电磁秋千”、“猜生肖”、“歌德斯堡七桥”、“奇妙的水雾”、“无水鱼缸”等，观众不仅可以通过参与演示，引发思考，而且也提供了探索知识的途径。

“信息之光展区”中，主要展品有“计算机网络世界”、“影像合成”、“光纤通讯”等展品，让观众了解计算机的基本构成及计算机基本原理和技术的同时，也感受到科学的趣味和魅力。

“神奇材料展区”，主要为观众展示了“景德镇陶瓷工艺流程”、“氮化镓基发光材料”和“特种玻璃”等展品。本展区把古代陶瓷工艺制作流程的展品与现代新材料展品巧妙穿插摆放，让人仿佛游走于古代与现实中，使观众在赞叹古代人精湛的陶瓷工艺的同时又能了解新材料在当今生活中的广泛应用，充满了神奇和魔幻的色彩。