O Stellarium renderiza céus 3D fotorrealistas em tempo real com OpenGL. Ele exibe estrelas, constelações, planetas e nebulosas, além de contar com diversos outros recursos, incluindo múltiplas paisagens panorâmicas, neblina, simulação de poluição luminosa e um mecanismo de scripts integrado.
O Stellarium vem com um catálogo padrão de cerca de 600 mil estrelas e é possível baixar catálogos adicionais com até 220 milhões de estrelas.
O Stellarium possui diversas culturas celestes - veja as constelações a partir das tradições de astrônomos polinésios, inuítes, navajos, coreanos, gregos e chineses, além das constelações ocidentais tradicionais ou modernas oficiais.
Também é possível visitar outros planetas do Sistema Solar - observe o céu sob a perspectiva dos astronautas da Apollo ou contemple os anéis de Saturno a partir de Titã.