Kern des Museums in Nürnberg bildet eine Ausstellung über die Geschichte der Eisenbahn in Deutschland von den Anfängen um 1800 bis in die Gegenwart und mit einem Blick in die Zukunft auf insgesamt 6.800 m². Anders als in den meisten Eisenbahnmuseen bildet hier die technische Entwicklung nur einen von mehreren Erzählsträngen als Teil eines engen Beziehungsgeflechts. Eine Vielzahl von interaktiv präsentierten Objekten, von der Originallokomotive bis zum Reklameschild, erfüllen dieses Geflecht mit Leben.
Ein weiterer Publikumsmagnet sind die Originalfahrzeuge. Etwa 40 Legenden der Schiene warten in zwei Hallen auf die Besucher, von Deutschlands ältestem erhaltenen Personenwagen, einem Nachbau des Adlers, der ersten Dampflokomotive in Deutschland, bis hin zum Designmodell des ICE 4. Hinzu kommt ein 15.000 m² großes Freigelände mit historischem Bahnsteig, interaktiven Signalen und einem Schaudepot mit Schätzen aus den Sammlungen des Museums.
Für die jüngeren Besucher des Museums wurde das Kinder-Bahnland KIBALA geschaffen, eine Ausstellung zum Anfassen. Hier können jede Menge Knöpfe gedrückt werden, hier warten Fahrsimulatoren und eine Liliput-Bahn, mit der die kleinen Besucher durch den ganzen Ausstellungsbereich fahren können.
Neben wechselnden Sonderausstellungen sorgt ein abwechslungsreiches Veranstaltungsprogramm mit Konzerten, Vorträgen und Museumsfesten dafür, dass es an der Lessingstraße nie langweilig wird.