На площади более чем в 57 тысяч квадратных метров горожанам показывают 28 тысяч экспонатов, из них 117 локомотивов и вагонов. Они экспонируются на улице и под крышей многоуровневого комплекса. К отреставрированным поездам можно подойти вплотную, рассмотреть каждую деталь. Можно подняться на специальную площадку и изучить технику во всей красе. Для тех, кто хочет знать, как всё устроено, рядом с поездами установлены мультимедийные рамки — это своеобразный «рентген», что позволит изучить механизм в разрезе. Более того, к каждому экспонату приставлен сенсорный монитор, где можно найти интересующую информацию, а местами — специальные фильмы.
Уникальности экспозиции добавляет работающий поворотный круг. Он размещён прямо внутри музея, на его рельсах вращается паровоз.
Среди особых экспонатов: единственный уцелевший в мире паровоз серии С — паровоз С-68; артиллерийская установка ТМ-3-12 — уникальная сверхтяжёлая железнодорожная артиллерийская система с орудиями от затонувшего линкора «Императрица Мария»; первый в истории России разрезной макет, построенный на базе действовавшего паровоза Эр-791-81; служебный вагон Китайско-Восточной железной дороги — дореволюционный вагон с полностью подлинным уникальным интерьером; а также уникальный мобильный «Ядерный щит» — не имеющий аналогов в мире боевой железнодорожный ракетный комплекс с макетом баллистической ракеты. В музее стоит самый последний пассажирский паровоз, выпущенный в СССР, — П36-0251.
В паровозе СО можно побыть внутри на месте машиниста. В музее каждый сможет попробовать управлять составом. Для этого специально создан симулятор реальной кабины электрички, где особую атмосферу создают фоны за окном — это реальные виды из окна состава, созданные при помощи 3D-графики.
