Stellarium recrea cels de manera foto-realista en 3D en temps real amb OpenGL. Es mostren estels, constel·lacions, planetes i nebuloses, i té moltes altres característiques que inclouen múltiples paisatges panoràmics, boira, simulació de la contaminació lumínica i un motor de programació "scripting" integrat.

Stellarium inclou un catàleg d’uns 600.000 estels i és possible descarregar catàlegs addicionals amb fins a 220 milions d’estels.

Stellarium disposa de múltiples cultures celestes: hi pots veure les constel·lacions segons les tradicions dels astrònoms polinesis, inuit, navajo, coreans, grecs i xinesos, així com les constel·lacions tradicionals occidentals o les modernes oficials.

També es possible visitar altres planetes en el sistema solar - veure el cel que veien els astronautes de l'Apolo, o com es veuen els anells de Saturn des de Tità.