Экспозиция музея рассказывает о предыстории и истории освоения космоса, выдающихся мыслителях, ученых и конструкторах космических систем, о космических полетах, космонавтах, их жизни и работе на орбите, перспективах освоения космоса. В экспозиции музея есть уникальные экспонаты: космические скафандры (для выхода в открытый космос и для работы внутри орбитальной станции), космическая еда, система водоснабжения орбитальной станции "Салют", приборы, набор спасательного оборудования для космонавтов, фотографии участков земной поверхности, сделанные из космоса, фотоматериалы о космонавтах и конструкторах космических систем. Собран большой фактический материал об истории освоения и современных исследованиях космоса.