Музейное пространство организовано по историко-хронологическому принципу и поделено на разделы и темы. Экспонаты «ведут» посетителя из жизни дачников начала ХХ века через Гражданскую и Великую Отечественную войны, через историю деятельности Центрального артиллерийского конструкторского бюро (ЦАКБ) В.Г. Грабина, Конструкторского бюро (ОКБ-1) основоположника практической космонавтики С.П. Королёва, крупных градообразующих предприятий – в современный наукоград. Основные экспозиции отражают вклад жителей города в развитие оборонной и космической техники передовых отраслей науки. В музее можно увидеть макеты боевых ракет, различных космических аппаратов и кораблей, авиационной техники, натурные артиллерийские орудия и самоходные установки, автомобили периода Великой Отечественной войны, артиллерийские приборы и средства связи, а также исторические документы, плакаты, фотографии и др.

В экспозиции предусмотрено выставочное пространство, позволяющее проводить различные сменные выставки.