Dzelzceļa muzeja krājuma raksturīgākā kolekcija neapšaubāmi ir ritekļi – lokomotīves, vagoni un cita sliežu ceļu tehnika. Taču muzeja krājums ir daudz vairāk nekā tikai uz sliežu ceļiem apskatāmie eksponāti. Kopumā krātuvēs atrodas 20 tūkstoši vienību – fotogrāfijas, dokumenti, kartes, vilcienu saraksti, formas tērpi, stacijas inventāra priekšmeti. Tās ir liecības, kas sniedz daudzpusīgas ziņas par Latvijas dzelzceļa vēsturi kopš 19. gadsimta beigām, tiek nemitīgi papildinātas un izmantotas pētniecībā un muzeja izstāžu veidošanā.

Muzeja krājums pieejams ikvienam interesantam, iepriekš sazinoties pa tālruni 67232511 vai elektroniski: krajums@ldz.lv. Ir iespējams iegādāties muzeja krājumā esošo fotogrāfiju digitālās kopijas, fotografēt vai filmēt krājuma priekšmetus, saņemt konsultācijas un citus, ar muzeja krājumu saistītus, pakalpojumus.

Dzelzceļa muzeja krājuma daļa pieejama arī Latvijas muzeju nacionālajā kopkatalogā (nmkk). Tur atrodamo priekšmetu skaits pakāpeniski pieaug, bet pilnīgs priekšstats par krājumu, tajā skaitā digitalizētā veidā pagaidām vēl pieejams tikai muzejā.