Im Nordosten von Chemnitz, unmittelbar an der zur Sachsen-Franken-Magistrale gehörenden Strecke Werdau-Chemnitz-Dresden, liegt das Eisenbahnmuseum Chemnitz-Hilbersdorf. Die in den beiden Ringlokschuppen untergebrachte Fahrzeugsammlung besteht überwiegend aus Dampf- und Diesellokomotiven. Eine Besonderheit stellen die Werkstatt mit historischen Spezialmaschinen sowie im Außenbereich der Hochbunker für das Bekohlen der Dampflokomotiven dar. Regelmäßig finden im Museum Veranstaltungen statt, die teils – wie das Heizhausfest – über die sächsischen Landesgrenzen hinaus bekannt sind.

Ebenfalls auf dem Gelände des ehemaligen Güterbahnhofs liegt das Technikmuseum Seilablaufanlage. Die Anlage ermöglichte die lokomotivlose Zerlegung von Güterzügen von einem Befehlsstellwerk aus, welches neben dem zugehörigen Maschinenhaus und anderer Einrichtungen ebenfalls regelmäßig besichtigt werden kann und europaweit als einmalig gilt.