El Museo del Ferrocarril organiza exposiciones temporales, ya sean de  producción propia o externa, de temática variada, si bien predominan las relacionadas de alguna u otra manera con el ámbito del tren

Algunas de las últimas exposiciones realizadas:

• “Historia del juguete español del siglo XX” (2001/02)
• “Viajes reales en ferrocarril” (2002/03)
• “Las letras viajan en tren” (2003/04)
• “El tren de la amistad” (2004)
• “Memoria de la Barbarie” (2005)
• “Hans Christian Andersen: Un viaje en tren por España” (2005)
• “Viajes imaginarios a la luna” (2005/06)
• “Aquellos cuchilleros que vendían en la estación” (2006)
• “Los raíles del exilio” (2007/08)
• “Europa a vista de tren” (2008)