Музей является филиалом Центрального музея Октябрьской железной дороги, объединяющего 28 производственных музеев железнодорожных предприятий Северо-запада Российской Федерации. Основу экспозиции составляют натурные образцы железнодорожной техники, собранные Октябрьской дорогой.
Музей располагает коллекцией паровозов отечественной и зарубежной постройки, эксплуатировавшихся на дорогах России и СССР. Часть из этих экспонатов раньше стояла на станции Шушары ОЖД.
МЖТ Шушары обладает крупнейшим в России собранием пассажирских вагонов. Среди них вагон N116, выпущенный Русско-Балтийским заводом в Риге в 1878 году. Он является наиболее старым сохранившимся вагоном, построенным в пределах Российской империи.
Экспозиция содержит основные типы пассажирских вагонов начала XX века: двух- и четырехосные, с различными конструкциями кузовов, в том числе и типа «полонсо» с несущими нижними полустенками кузова. Вагоны этого типа использовались на Китайско-Восточной и Владикавказской дорогах и отличались совершенством своей конструкции.
Музейное собрание товарных вагонов, включающее в том числе различные типы двухосных вагонов — крытый, нормальный товарный вагон, цистерну, полувагон, платформу, дает достаточно полное представление о развитии отечественного вагоностроения в XX веке. Старейший экспонат коллекции — бак тендера паровоза 3.374, построенный французским заводом Фив-лиль в 1878 году.
Адрес: Набережная Обводного канала, дом 118