Těžištěm sbírky exponátů je soubor více než jednoho sta historických kolejových vozidel, mezi nimiž je čtyřicet parních lokomotiv. V muzejní expozici je vystavena pouze malá část této rozsáhlé kolekce, zbytek je uložen v depozitářích nebo zapůjčen pro mimomuzejní prezentaci. Výsadní postavení ve sbírce zaujímá nejstarší dochovaná parní lokomotiva v České republice I.103 KLADNO z roku 1855, provozovaná původně společností Buštěhradské dráhy. Stejně výlučnou pozici má úzkorozchodná průmyslová lokomotiva typu XIVe č.4 z roku 1884. Unikátem je také parní vůz M 124.001 systému Komarek z roku 1903. Z hnacích vozidel moderních trakcí vyniká Křižíkova elektrická lokomotiva E 225.001 z roku 1906. Pomníkem elektrizace železniční dopravy v Čechách zůstává motorový vůz M 400.001, který roku 1903 zahajoval dopravu na elektrické místní dráze Tábor-Bechyně vybudované rovněž podle projektu inženýra Křižíka. Ze čtyř salonních vozů je nejstarší (1891) čtyřosý jídelní vůz Aza 1–0083, který pochází z osmivozové soupravy dvorního salonního vlaku císaře Františka JosefaI. Nejstarší bezmotorová drezína s rumpálovým pohonem pochází z roku 1860, nejstarší motorovou drezínu vyrobila firma Wohanka v roce 1910. Sbírka zahrnuje nevelký soubor předmětů z oboru městské kolejové dopravy: části tramvají a pozemních lanových drah. Nejvýznamnějším exponátem je podvozek motorového vozu Křižíkovy elektrické dráhy Praha-Libeň-Vysočany z roku 1896.