Основная экспозиция представлена под открытым небом на территории более 1,5 га.
В настоящее время в Поволжском музее железнодорожной техники более 50 единиц подвижного состава: паровозы, электровозы, вагоны, строительно-дорожная техника. Помимо подвижного состава на открытой площадке представлены различные элементы железнодорожной инфраструктуры, среди которых семафоры, стрелки, образцы сигнализации, платформы, рельсы. Рядом с каждым экспонатом — табличка с его историей.
Музей скорректировал работу после ослабления ограничительных мер — на площадке могут находиться группы в количестве не более 5 человек.