У експозиції представлені речі, надані космонавтом, зокрема ключ від запуску космічного корабля, особисті нагороди та годинник, з яким двічі Герой Радянського Союзу пройшов усю війну.
Крім цього, у музеї представлені понад 4 тис. експонатів, багато з яких становлять чималу історичну цінність. Однією з таких є космофілателістична колекція конвертів та листівок з автографами багатьох космонавтів СРСР та зарубіжжя.
Приблизно 80% виставлених експонатів є унікальними та оригінальними. Наприклад, фрагмент робочого кабінету вченого Володимира Челомея, який знаходився в Об'єднаному конструкторському бюро 52 в місті Реутово (Московська область).
Також представлені моделі літаків, супутників, ракет та багато іншого. І це лише те, що працівники змогли розмістити у досить тісних залах. Виставити на огляд усю власність музею заважає відсутність місця, адже колекції постійно зростають та поповнюються.
Полтавський музей авіації та космонавтики є єдиним музеєм технічного аерокосмічного спрямування у місті. Він заснований у 1987 році, та за браком виставкових матеріалів почав функціонувати лише у 2001. Музей постійно відвідують гості із таких країн, як США, Нова Зеландія, Німеччина, Данія, Голландія та навіть Індія, розповіли журналісту Ніні Умовій завідуюча сектору наукової інформації Ірина Пістоленко та музейний доглядач Вікторія Комеліній.
