La collection de vélo est orientée en sept axes principaux : draisiennes (1817, zoomorphe, d’enfants, dont une, classée objet des Monuments historiques)[1],[2], vélocipèdes (1863, Michaux, Lallement, dont le vélocipède d’Yves Montand), grand bis (1870, Rudge, hirondelles, dont le plus grand bi du monde), tricycles (1869-1880, Jauneau, Peugeot), bicyclettes et vélos de route (1879), vélos de course de prestige (dont ceux de Jacques Anquetil et Raymond Poulidor et curiosités (vélo hélicoptère).
Les motos sont orientées en cinq axes principaux : ancêtres (Terrot 1903, Thor 1913), motos de prestige (Herderson à moteur Austin), 4 cylindres (FN 1912, Antoine 1904), prototypes (Terrot-Cuzeau 1916, Peugeot « promenade ») et populaires (Vespa, Vélo-solex, Paloma de Johnny Hallyday).
La collection de la partie moto démarre en 1900 et continue jusqu’en 1994[3].