Como principal elemento expositivo, el museo alberga una colección de vehículos históricos de EMT, compuesta por más de 40 unidades; asimismo, incluye otros elementos de interés histórico como la propia nave donde se ubica y sus instalaciones anexas (ejemplo prototípico de la arquitectura industrial de las décadas de 1950 y 1960); maquinaria; motores y piezas mecánicas; mobiliario; maquetas; paradas y marquesinas; asientos de autobús y tranvías; fotografías; fondo documental; uniformes; chapas y placas identificativas y otros complementos propios de empleados de EMT (fundamentalmente, conductores, inspectores y cobradores); billetes y otros títulos de transportes, planos y mapas. Entre los autobuses históricos preservados, destacan algunas ‘joyas’ como los modelos de dos pisos: el Guy Arab (de 1948) y el Leyland Titan (de 1957). También se encuentra el primer autobús articulado de Madrid (el Pegaso 6035-A, de 1966) y diferentes modelos emblemáticos de las décadas de 1970 y 1980 (por ejemplo, un Pegaso Sava 5720, que fue el primer microbús de EMT; un Pegaso 6050, modelo con el que la flota de EMT cambió al color rojo allá por 1974; o un Pegaso 6038). También se hallan en el museo modelos más recientes, que supusieron hitos tecnológicos para EMT y para Madrid en las últimas tres décadas: el primer autobús propulsado por GNC (Gas Natural Comprimido); el primer autobús propulsado por pila de hidrógeno; el primer autobús de piso bajo; el primer microbús de propulsión híbrida; el último autobús diésel…
El museo se completa con una amplia muestra de fotografías históricas desde los orígenes de EMT y una réplica del tranvía 'belga' número 477.