В музее размещено несколько экспозиций, охватывающие период проживания ученого в городе. На первом этаже можно увидеть материалы о семье и оригинальные предметы одежды и быта, побывать в стилизованных комнатах (гостиная, кабинет и мастерская). Также представлены экспонаты о формировании научного мировоззрения. Второй этаж музея посвящен работе Циолковского-педагога в уездных училищах. Представлены фотографии, документы о работе в училищах, пособия. Экскурсанты смогут рассмотреть приборы, школьную мебель и доску, форму и тетради учеников.