正阳门展馆位于天安门广场东南侧，占地面积2024平方米，建筑面积9485平方米，展览面积5086平方米，是在具有百余年历史的原京奉铁路正阳门东车站旧址基础上改建而成。该馆的固定展览为“中国铁路发展史”，主要以图片资料和实物藏品展现了中国铁路从无到有，从弱到强的发展历程。馆内陈列珍贵藏品940余件，有清政府为京汉铁路开通所铸的铁碑、国内发现最早的钢轨、具有百年历史的印票机等大量珍贵文物。