В музее представлены два паровоза серии Ов: Ов-4171 и Ов-6698. Эти паровозы выпускали с 1908 по 1915 год, локомотивы активно эксплуатировали на железных дорогах страны до конца 1950-х годов.
Орбитальный космический корабль «Буран» — третий лётный и первый пилотируемый экземпляр. Сейчас корабль реставрируют и возводят для него специальный выставочный павильон. Во время реставрации будут проектировать и производить недостающие внешние элементы маршевых двигателей и двигателей управления, створки носового шасси, носовой обтекатель, обтекатель кромки крыла. В итоге музей планирует полностью воссоздать изначальный облик «Бурана».Корабль «Буран» совершил свой полёт в 1988 году. Он дважды облетел Землю и совершил первую в истории автоматическую посадку. Полёт и спуск на землю происходили полностью под управлением бортового компьютера.
Также на территории музейного комплекса строится специальный павильон с экспозицией по советской космической программе «Энергия — Буран».
Космический корабль доставляли в несколько этапов: сначала тралом с территории аэропорта «Жуковский», затем баржей по московским каналам, по Волге мимо Нижнего Новгорода и Казани, по Каме — до Перми. Затем корпус подняли портовыми кранами и перевезли на полуприцеп и перевезли до Верхней Пышмы.
Музей военной техники. В экспозиции около 100 единиц военной техники, уникальные коллекции отечественных наград, огнестрельного и холодного оружия.
Один из новых экспонатов морской коллекции — экскурсионная подводная лодка «Нептун». Это первый советский экскурсионный подводный аппарат. Построен в 1990 году в единственном экземпляре. Рассчитан на группу из 44 туристов. Лодка проходила испытания в Карибском море, использовалась для подводных экскурсий.
Парадный расчёт музея в Верхней Пышме — ходовые образцы военной техники 1930-40 годов. Машины ежегодно принимают участие в торжественном шествии в честь Дня Победы в Верхней Пышме.
Рядом с музеем в 2022 году открыли новую платформу — «Верхняя Пышма. Музей».
Уменьшенная копия памятника «Рабочий и Колхозница». Оригинал находится в Москве, рядом с ВДНХ, а создавался в 1937 году для Всемирной выставки в Париже. Копия меньше оригинала примерно в 2,5 раза, но даже при этом высота монумента составила 9 метров. Памятник стоит на 10-метровом постаменте и по высоте доходит до уровня 7 этажа многоквартирного дома.
Автомобильный музей занимает четырёхэтажное здание и охватывает более, чем вековую историю развития мировой автомобильной промышленности. Экспозиции второго и третьего этажей музея автомобильной техники рассказывают об истории автостроения в СССР: начиная от первых серий Горьковского автозавода начала 1930-х годов до конца XX века.
Среди экспонатов — легковые автомобили ведущих предприятий СССР: Горьковского автозавода, Московского завода малолитражных авто, Запорожского, Волжского, «Ижмаша» и других. Здесь есть уникальные экспонаты: ЗиС 110п, на котором ездил Никита Хрущёв, а также Зис-110Б на аналогичном встречали Фиделя Кастро в Свердловске в 1963 году.
Скоростной фронтовой бомбардировщик АНТ-40 (СБ 2М-100) образца 1934 года. Самолёт мог нести бомбовую нагрузку из двух ФАБ-250 или ФАБ-100. Для обороны предусмотрены 4 пулемёта — два в носовой части, третий и четвёртый — в верхней и нижней задней части фюзеляжа. До конца 1936 года завод изготовил 268 таких бомбардировщиков.
Спускаемый аппарат космического корабля «Союз МС-09». Корабль с участниками 56/57 долговременной экспедиции отправился на МКС с Байконура в 2018 году и успешно вернулся через полгода на спускаемом аппарате — именно он стал частью космической экспозиции.
Автомобиль из концовки фильма «Кавказская пленница».
В музее постоянно появляются новые экспонаты. Например, недавно здесь появился российский гоночный автомобиль команды «КАМАЗ-мастер» – КамАЗ-4326-9 VK, на котором российская команда несколько раз занимала призовые места в ралли «Дакар» и «Шёлковый путь».
