沈阳蒸汽机车博物整个展厅建筑平面呈扇形，外观为两层，一层作为展示厅，二层设有观光走廊，游客可在此俯瞰机车全貌。新馆主体建筑外观以银灰色为主色调，内部分三个主要功能区，即一层半圆形展厅为老机车实物展厅；二楼环廊为爱国主义教育展厅、科普教育展厅等资料及实物分类展厅，以及多媒体演示厅等；三楼为办公区。博物馆在建设中增加了蒸汽机车酒吧、多媒体演示厅、詹天佑展厅等设施，此外还开辟专门展区，展示与蒸汽机车以及铁路有关的实物，以实物展示机车原理及演变过程。包括展示一些老式的驼峰控制台，道口信号灯、机车汽笛等。馆内设有“蒸汽机车展厅”、“机车模型厅”、“科普知识厅”等展示场地。为了加深游客对老机车的认识，馆内还允许游客登上几台“老爷车”的驾驶室，过一把“火车司机”的瘾。
馆内收藏有美国、德国、日本、捷克、波兰、罗马尼亚、中国和前苏联等八个国家的机车产品。其中1907年美国生产德DB1型和PL型机车是世界上古老的蒸汽机车之一；其中收藏的SL7型机车是日本川崎重工株式会社1934年生产制造的，设计时速为130公里/小时，该车是全部12台中仅存的一台；中国于1957年生产的JS型机车和1960年生产的GJ型号机车是建国后自行设计的，它们为中国铁路机车的发展史写下了光辉的一页。几经搬迁，展品已经在15台蒸汽机车的基础上增加到800余件。除了15台“元老”级展品外，还增加了13台电力机车、内燃机车等共28台，其中最古老的是1907年的颇勒1型蒸汽机车，最现代的是牵引总重10000吨的和谐3型内燃机车。陈列货车12辆，最早的于1911年制造。陈列客车12辆，最早的于1933年制造，最现代的是2009年和谐号动车组。此外，还展出了电务装备分信号机、铁路道岔、钢轨、桥梁、闭塞设备以及车载设备等。
从沈阳市内乘坐324路、327路、333路公交车山丹街下车，步行15分钟即可。
乘坐火车在苏家屯火车站下，打出租车即可（起步费3元）。
沈阳市内-胜利南街-雪莲街-山丹街-铁路陈列馆。
