Экспозиция музея посвящена развитию отечественной космонавтики — от первого Спутника до современных космических технологий. Некоторые экспонаты:
- макеты ракетоносителей, пилотируемых космических кораблей, автоматических космических станций, искусственных спутников земли;
- стенды с полётными костюмами и скафандрами для выхода в открытый космос (например, скафандры типа «Сокол», «Орлан»);
- экспозиции с личными вещами знаменитых космонавтов;
- выставка фотографий и редких документов, собранных за всё время полётов человека в космос;
- стенды с кино- и фотоаппаратурой, используемой в космосе.
Есть необычные экспонаты, например, деревянная дверь, исписанная маркерами и ручками — её привезли с космодрома «Байконур», а надписи — автографы космонавтов перед полётами.