東海道新幹線を中心に、蒸気機関車など懐かしの車両から次世代の超電導リニアまで、計39両もの実物の車両が展示されています。鉄道の変遷、技術の進歩を楽しく学ぶことができます。
「新幹線シミュレータ」と「在来線の運転シミュレータ」では、実物大の運転台で臨場感と迫力のある運転操作を体験できます。国内最大級の鉄道模型HOゲージジオラマでは、夜間作業も含めた「鉄道の24時間」を見ることができます。
他にも"摩擦力" "遠心力"を体験できるコーナーや、国鉄時代に使われていた鉄道部品や道具の展示コーナーなどがあります。ホール内に設置された休憩用座席には、東海道新幹線のグリーン車で使用していた廃車発生品を使用しています。
展示車両（高速鉄道3つのシンボル車両）
「C62形式 蒸気機関車」1949年製造
日本最大最速の蒸気機関車で、特急「つばめ」「はと」などで活躍。展示している17号機は1954年、狭軌鉄道の蒸気機関車としての世界最高速度（129km/h）を記録。
「955形式 新幹線試験電車（300X）」1995年製造
新幹線の最新・最良の高速システムを追求するためにＪＲ東海が開発した試験車両。1996年、電車方式による当時の世界最高速度（443km/h）を記録。
「MLX01形式 超電導リニア車両」1995年製造
車体に搭載した超電導磁石と地上に設置したコイルとの間に生じる磁力で車体を浮上させて走る超電導リニアです。2003年、山梨リニア実験線で、鉄道の世界最高速度（581km/h）を記録。愛・地球博で展示されました。