Музей посвящен судьбе Валентины Владимировны Терешковой, первой в мире женщине-космонавту. Посетители узнают о триумфальном пути ярославской «Чайки» и ее современников, посетят воссозданную крестьянскую избу, где прошло детство героини, проследят эволюцию скафандров и ракетных двигателей, познакомятся с достижениями страны в освоении космоса и смогут заглянуть в кабину космического корабля «Восток», побывавшего на орбите Земли.
В экспозиции представлены макеты советской космической техники, отдельный комплекс посвящен достижениям советской космонавтики – это и первый в мире марсоход, и первая посадка на Марс, Венеру.
Одно из центральных мест в экспозиции занимает реальная модель марсианской базы, изготовленная после подробных консультаций со специалистами Роскосмоса.
Уникальным экспонатом, единственным на сегодняшний день в России, является и глобус Марса. Этот метровый сферический экран знакомит посетителей с устройством далекой Красной планеты, показывает самые глубокие каньоны и демонстрирует самые высокие марсианские горы. Новые знания даются посетителю в сравнении с земной поверхностью.
Еще один экспонат – настоящая аэрогидропонная установка, авторская разработка группы ученых Московского сельскохозяйственного института.