Los objetos expuestos en el museo son   muestras de la técnica cósmica y de la construcción de cohetes, objetos personales de los cosmonautas y constructores, archivos y objetos de numismática y filatelia. El museo se ubica en uno de los monumentos más famosos de Moscú llamado «Monumento a los Conquistadores del Espacio».

El museo consiste en salas de diferentes temáticas. En una de las salas se exponen  satélites artificiales de la Tierra, además allí se encuentra el aparato en el cual los perros Belka y Strelka realizaron su inolvidable vuelo.

En la exposición vemos una maqueta con un fragmento de la estación «Mir», a tamaño real, uno puede entrar adentro. Existe una sala con simuladores cósmicos donde uno puede comprobar sus fuerzas. Además, hace poco tiempo ha empezado a funcionar la sucursal del Centro de control de vuelos, donde se puede observar en la pantalla como se desplaza la estación Espacial Internacional y las conexiones directas con los cosmonautas.

En el vestíbulo del museo se puede comprar comida «cósmica» en tubos.