Das TECHNOSEUM zeigt in seiner ca. 8.000 m² umfassenden Dauerausstellung die Geschichte der Industrialisierung Südwestdeutschlands. Dabei versteht es sich als „arbeitendes Museum“: In die Ausstellung sind Vorführstationen eingegliedert, an denen die Besucherinnen und Besucher die Lebens- und Arbeitsbedingungen der Menschen vergangener Zeit hautnah erleben können. So werden z. B. historische Druckerpressen oder eine württembergische T3-Dampflokomotive in Aktion gezeigt. Ergänzt wird dies durch Vorführungen in der Papierherstellung, Weberei und Metallverarbeitung sowie durch regelmäßige Führungen mit speziell geschulten TECHNOscouts, die komplexe Zusammenhänge anschaulich erklären.
In die Dauerausstellung sind die Mitmach-Ausstellungen Elementa 1, 2 und 3 integriert: Elementa 1 veranschaulicht bahnbrechende Experimente in Naturwissenschaft und Technik zum Beginn der industriellen Revolution um 1800. Elementa 2 thematisiert Experimente aus der Zeit um 1900, insbesondere Mechanik und Elektrizität, und Elementa 3 zeigt Versuche zu Gegenwarts- und Zukunftstechnologien, etwa zu Robotik, Energieeffizienz oder digitaler Steuerungstechnik. Viele dieser Stationen laden zum eigenständigen Ausprobieren ein und machen wissenschaftliche Prinzipien direkt erlebbar.
„Der einfachste Versuch, den man selbst durchführt, ist besser als der schönste Versuch, den man nur sieht.“ Gemäß diesem Zitat von Michael Faraday arbeiten die Kinder und Jugendlichen im Laboratorium, einem speziell eingerichteten Lernort im Museum. Dort können sie unter Anleitung eigene Experimente durchführen, die physikalische Grundlagen und technische Zusammenhänge erfahrbar machen. Die in der Ausstellung vorhandenen Exponate dienen dabei als Brücke zwischen Theorie und praktischer Anwendung.
Das Museumsschiff auf dem Neckar ist das größte Exponat des TECHNOSEUMs und Ausstellungsort zugleich: An Bord wird eine spannende Reise durch die Geschichte der Binnenschifffahrt gemacht – von der Dampfschifffahrt bis zu modernen Antriebssystemen. Das Schiff liegt nur wenige Minuten Fußweg vom Hauptgebäude entfernt und wird für Führungen und besondere Veranstaltungen genutzt.
Außerdem zeigt das TECHNOSEUM regelmäßig Sonderausstellungen zu aktuellen gesellschaftlichen, technologischen und wissenschaftlichen Themen. Diese greifen Trends und Entwicklungen auf – von Digitalisierung über Nachhaltigkeit bis zu Mobilitätsfragen – und erweitern die Perspektive auf die Rolle von Technik im Alltag.
Das museumspädagogische Angebot umfasst unter anderem interaktive Führungen für Vorschulen über Schulen bis zu Erwachsenen, Kindergeburtstage, offene Angebote an Sonn- und Feiertagen sowie Jugendclubs. Ergänzt wird das Programm durch Workshops, Ferienaktionen, Fortbildungen für Lehrkräfte sowie barrierearme Formate, darunter auch Führungen in Leichter Sprache oder mit Gebärdensprachdolmetscher:innen. Ziel ist es, Technikbildung inklusiv, praxisnah und begeisternd zu gestalten.