Lahan seluas  43  Ha telah disiapkan  oleh Pemerintah Kabupaten Kupang untuk pengembangan kawasan secara keseluruhan. Dalam rancangan induk  (master plan) yang dirilis Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), sekarang berintegrasi ke dalam Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Pusat Sains Tilong  terdiri beberapa kawasan (cluster) yaitu kawasan sains,   pusat pengembangan teknologi,  kawasan olahraga, kawasan budaya, sentra industri kecil, kawasan religi, Balai Latihan Kerja, fasilitas komersil, permukiman dan hutan kota. Pada tahap awal pembangunan yang dilakukan tahun 2018 lalu, dikembangkan Kawasan Sains (Science Center) yang terdiri dari fasilitas meliputi Kantor Observatorium Nasional (ObNas), kantor pusat sains, galeri, ruang peraga, ruang pemberdayaan masyarakat, perpustakaan,  planetarium mini, amphitheatre, auditorium dan  asrama. Pada tahap awal dibangun kantor pengelola dan bangunan peraga.

Pusat Sains Tilong dibangun sebagai pusat informasi dan edukasi  untuk memberikan pencerahan kepada masyarakat tentang sains secara umum dan sains terkait keantariksaan secara khusus. Dirancang untuk  menjalankan  sejumlah fungsi yaitu sebagai fasilitas penelitian nasional dalam melaksanakan kegiatan riset sains antariksa, membuka peluang alih ilmu pengetahuan dan teknologi (iptek) kepada masyarakat sekitar dan menjadi sarana promosi serta daya tarik wisata edukasi.