El museo del ferrocarril es un centro de investigación y divulgación de la historia del ferrocarril, sus usos y elementos que se centra especialmente en la rica variedad de ferrocarriles de la región asturiana.

            La visita comienza con un amplio panel explicativo de los grandes hechos de la historia del ferrocarril; con apoyo audiovisual, se traza una cronología de los momentos más destacados asociados con el ferrocarril en toda la historia del hombre, en España y en Asturias.

            Tras esta introducción, se pasa a los andenes, antiguos andenes de la «Estación del Norte» de Gijón. En ellos se encuentran las piezas más valiosas del museo, varias locomotoras de vapor, entre las que se encuentran algunas de indudable valor histórico: La única locomotora «Varela de Montes» que se conserva, de las que inauguraron la línea del puerto de Pajares en 1881; una de las últimas locomotoras de vapor, fabricada en 1957 por Babcock & Wilcox en Bilbao para FEVE, cuando ya el gasóleo estaba sustituyendo al vapor; un vagón de madera utilizado por los usuarios más modestos («De tercera») y otros ingenios mecánicos originales, e incluso únicos, como la SHE 5 francesa, que aún se encuentra en funcionamiento.

            Una zona del andén exterior está dedicada al material especialmente diseñado para el trabajo en interior y exterior de las minas, fácilmente distinguibles por el menor ancho de vía y su altura considerablemente reducida. En el edificio de los talleres, se preparan nuevos materiales para su exposición.

            Los fines de semana se pone en marcha el Tren del Museo, una pequeña máquina de vapor mueve un viejo vagón por los terrenos del museo, es uno de los mayores atractivos del museo, aunque es una lástima que no se le dé una mayor disponibilidad.

            De vuelta a los andenes interiores, podemos ver una pieza del clásico tranvía de Gijón y una réplica del moderno Metro de Valencia.

            En las salas de exposición permanente, un espectacular audiovisual nos ilustra en breves minutos con las imágenes y sonidos de 150 años de vida del ferrocarril. En las salas podemos encontrar las herramientas, utensilios e invenciones que requirió para su desarrollo este medio de transporte, entre ellos: las señales, los elementos del sistema ferroviario, las diferentes partes que forman la vía, objetos de las estaciones, dispensadores de billetes, etc.

            Completan el museo una sala de exposiciones temporales y un área de descanso. El museo está dotado de medios para discapacitados y visitas con bebés.