天河體育中心體育館位于天河體育中心內，占地面積25600平方米，主館建筑面積17159平方米，外觀為六角形，屋頂跨度126米，有8628個觀眾座位。天河體育館是一座綜合性的體育場館，可以舉辦各類室內比賽項目，并達到國際比賽項目要求，同時也作大型文藝演出、會議展覽等用途。 2001年九運會之前，天河體育館進行了全面的翻新和維修，增加了接待室、更衣室、賽前練習室、興奮劑檢查室和休息室，以及國際體育比賽水準的照明系統和音響系統。為了配備大型演出功能，還增設了活動舞臺，專業音響和整套的舞臺燈光系統。 2010年為了承辦亞運會賽事，天河體育館進行了改造。天河體育館將在廣州亞運會期間承擔羽毛球比賽和部分籃球比賽。