Le sezioni sono dedicate, oltre che alle Ferrovie dello Stato e alle Ferrovie del Sud-Est, alle Ferrovie Garganiche, alla Ferrovia Bari Nord e alle Ferrovie Appulo Lucane. Attualmente sono presenti ventuno rotabili, tutti di interesse storico e tecnico, che sono stati recuperati nel territorio pugliese grazie alla disponibilità e all'aiuto di alcuni dirigenti e ferrovieri sostenitori dell'iniziativa museale. In particolare, la raccolta è costituita da varie tipologie di locomotive, locomotori, carrozze e carri. Sono state allestite provvisoriamente tre sale a tema, dedicate rispettivamente all'evoluzione della carrozza ferroviaria, alla storia del segnalamento e alle riproduzioni modellistiche. Nella sezione dedicata a quest'ultimo tema è possibile apprezzare un'esposizione di plastici e diorami realizzati dal gruppo fermodellistico del Dopolavoro Ferroviario di Lecce. Il museo dispone di un Centro di documentazione sulla storia dei trasporti ferroviari in Puglia e, in particolare, nell'area ionico-salentina, allestito in collaborazione con il Dipartimento di Studi Storici dell'Università di Lecce. Il Museo Ferroviario di Lecce, nato per documentare e divulgare la storia del trasporto pubblico nel territorio pugliese, è stato voluto anche per la presenza nel territorio della più estesa rete concessa d'Italia: le Ferrovie del Sud Est. Dal 2001 l'AISAF ha avviato una serie di visite guidate al nascente museo dirette, in particolar modo, al coinvolgimento delle scolaresche di Lecce e provincia.