Stellarium mallintaa todentuntuisen 3D-taivaan reaaliajassa OpenGL-rajapinnalla. Ohjelma sisältää tähdet, tähdistöt, planeetat ja sumut, sekä monia muita ominaisuuksia kuten useita panoraamamaisemia, valosaastesimulaation ja sisäänrakennetun komentosarjamoottorin.
Stellariumin mukana tulee noin 600 tuhannen tähden tähtiluettelo, ja ylimääräisiä luetteloita on mahdollista ladata jopa 220 miljoonalla tähdellä.
Stellariumissa on useita taivaskulttuureja - katso tähtikuvioita polynesialaisten, inuiittien, navajojen, korealaisten, kreikkalaisten ja kiinalaisten tähtitieteilijöiden perinteistä sekä perinteisiä länsimaisia tai virallisia moderneja tähtikuvioita.
Myös muilla aurinkokunnan planeetoilla on mahdollista käydä – näe millainen taivas oli Apollo-astronauttien silmin, tai miltä Saturnuksen renkaat näyttävät Titanin pinnalta.
