本書共分為10個章節(jié)，每個章節(jié)的結(jié)構(gòu)是統(tǒng)一的，分為展品故事、科學(xué)揭秘和大開眼界三個板塊，從中國鐵道博物館的立場講述了中國鐵道發(fā)展的歷史和相應(yīng)時期的科學(xué)技術(shù)水平。具體內(nèi)容為：第一章從展品零號機(jī)車出發(fā)，講述了這臺機(jī)車的歷史，并從機(jī)車是什么、火車沒火為什么叫火車的角度進(jìn)行了揭秘，大開眼界講述了鐵路是怎樣誕生的。第二章從展品“毛澤東號”機(jī)車出發(fā)，講述了相關(guān)的發(fā)展歷史，揭密了蒸汽機(jī)車是怎樣動起來的，蒸汽機(jī)車的車輪的結(jié)構(gòu)、原理和作用，大開眼界則進(jìn)一步講述了中國第一臺蒸汽機(jī)車——KF1型蒸汽機(jī)車的發(fā)展。第三章從展品我國第一臺東風(fēng)4型0001號貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車出發(fā)，講述了其發(fā)展歷史，揭秘了內(nèi)燃機(jī)車的特點(diǎn)和動力原理，大開眼界則講述了館藏的多臺內(nèi)燃機(jī)車的性能和歷史。第四章從展品我國第一臺電力機(jī)車韶山1型008號電力機(jī)車出發(fā)，講述其發(fā)展歷史和地位，揭秘電力機(jī)車的特點(diǎn)極其特殊結(jié)構(gòu)和作用。大開眼界通過講述我國第一條雙線電氣化重載單元運(yùn)煤專線——大秦鐵路，展現(xiàn)了電力機(jī)車的強(qiáng)大牽引力。第五章從展品窄軌——600毫米的鋼軌出發(fā)，講述了相關(guān)鐵軌的發(fā)展歷史，揭秘了火車軌距為什么是固定的1435毫米，現(xiàn)在坐火車“咣當(dāng)”聲消失以及高鐵鐵軌沒有小石子的秘密。大開眼界進(jìn)一步講述了國際間的鐵路聯(lián)運(yùn)是如何實(shí)現(xiàn)換軌的。第六章從展品單開道岔講起，講述了鐵軌道岔的形式和組成，揭秘了火車是怎樣變道和拐彎的和火車車輪的秘密，在大開眼界板塊則展開講述了高鐵的道岔是怎么回事。第七章從館藏的不同時期不同類型的車鉤講起，揭秘了鐵路上的“列車工廠”和貨物列車的編組過程，大開眼界則給讀者介紹了現(xiàn)在的動車所是怎么運(yùn)用車鉤的。第八章從展品“中華之星”動車組出發(fā)，講述了“中華之星”動車組的相關(guān)情況和歷史地位，揭秘了動車組為什么是流線型設(shè)計，為什么跑的那么快。大開眼界則更具體講述了中國動車組家族的代表列車。第九章從展品CRH380動車組模擬駕駛艙出發(fā)，揭秘了高鐵駕駛室的構(gòu)造，高鐵駕駛室如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的，以及高鐵司機(jī)的工作情況。大開眼界展示了目前智能高鐵的發(fā)展情況。第十章從展品京張高鐵沙盤模型出發(fā)，揭秘了高鐵線路為什么大多以橋代路，許多人乘坐高鐵為什么會出現(xiàn)耳膜不舒服的情況。大開眼界則具體講述了我國目前具有代表性的高鐵橋梁。