Muzeum znajduje się w budynku byłego Dworca PKP Warszawa Główna Osobowa, nieopodal stacji PKP Warszawa Ochota. Do zwiedzania oferuje ekspozycje stałe (historyczne) i czasowe, dużą ekspozycję modeli kolejowych w salach wystawowych oraz wystawę zabytkowego taboru normalnotorowego na wydzielonych torach w skansenie. Zasadnicza działalność Muzeum obejmuje gromadzenie między innymi: taboru kolejowego normalno i wąskotorowego, maszyn i urządzeń kolejowych, modeli taboru i makiet budynków kolejowych, archiwaliów - fotografie, bilety, dokumenty i inne, muzealiów artystyczno–historycznych - numizmaty, obrazy, sztandary, wydawnictw z dziedziny kolejnictwa. W salach na wystawach stałych prezentowane są: historia kolei na Ziemiach Polskich od roku 1845 do okresu obecnego, początki kolei na świecie oraz wybrane eksponaty ze zbiorów Muzeum. Wystawa zabytkowego taboru normalnotorowego prezentowana jest na wydzielonych torach stacyjnych.
Można też korzystać ze zbiorów Biblioteki muzealnej, w której zgromadzono około sześciu tysięcy wydawnictw z dziedziny kolejnictwa polskiego i światowego. W punkcie sprzedaży można kupić ciekawe wydawnictwa, medale okolicznościowe, pocztówki, zdjęcia, kasety video, upominki oraz inne pamiątki dotyczące kolei.
