Suomen Rautatiemuseon näyttelyt esittelevät rautateiden ja rautatieläisyyden historiaa 1860-luvulta nykypäivään. Perusnäyttely kertoo Suomen rautateiden historiasta paneutuen niin rautatiematkustamiseen, vetureiden ja vaunujen kehitykseen kuin rautatieläisten ammattikuntaankin. Museon perusnäyttely on jakaantunut eri rakennuksiin museon alueella: kolmeen näyttelyhalliin, veturitalliin, asemaan ja kasarmiin.