В музее собрана самая большая в России коллекция гражданских воздушных судов, которая занимает почти 18 гектаров поля рядом с аэропортом Ульяновска. Среди экспонатов—первые бипланы, знаменитый «кукурузник» По-2, реактивный пассажирский лайнер Ту-104 и сверхзвуковой Ту-144, который представлял СССР на Международном авиакосмическом салоне в Ле-Бурже в 1977 году. В самом музее представлены архивные фотографии, чертежи в эскизы, модели летательных аппаратов, а также подлинные детали самолётов и вертолётов.