Le parcours de visite de la Cité de l?Automobile s?organise autour de différents espaces à thèmes :

- L'atrium
La nouvelle entrée de la Cité de l'Automobile (parvis ? passerelle ? atrium) symbolise la création, l'imagination humaine, tout particulièrement dans le domaine de l'automobile. Dès son arrivée, le visiteur est face à l'atrium, une porte spectaculaire faite de bois, de verre, d?acier et habillée par une suspension insolite de voitures et d'animaux.

- Le mur d'images
Le visiteur pénètre ainsi dans la Cité de l'Automobile, guidé par une passerelle, et découvre un mur d'images où sont diffusés des extraits de films dans lesquels l?artiste est la voiture. Ces derniers sont entrecoupés par des projections où les automobiles du musée se déplacent au rythme du visiteur et l'accompagnent vers l'espace suivant.

- L'espace des mascottes
Une collection inédite de 50 mascottes, figurines qui ornaient les bouchons de radiateurs des voitures anciennes, est exposée et illustrée par huit grandes photos de l'artiste Fernando Urquijo, disposées sur les murs. L?intégralité de cette collection soit 400 figurines sera prochainement présentée au public.

- L'espace Panhard Levassor
On y découvre la première voiture fabriquée en série au monde : la P2D 1892 de Panhard ? Levassor, encore en état de fonctionnement !

- La Salle Schlumpf
Un film retrace la vie des Frères Schlumpf, la constitution de leur exceptionnelle collection, l?affaire Schlumpf, l?occupation du Musée par les Syndicats et la création de la Cité de l'Automobile.

- L?espace Aventure
Cet espace retrace l?histoire de l?automobile de 1878 aux années 1970 : de l?hippomobile à la voiture d?aujourd?hui !

- L?espace Course
Cet espace dévoile l?évolution des voitures de course : de la Sergollet à vapeur de 1902 à la Porsche du Mans 1944.
Une piste de départ de F1 a été reconstituée avec décors et bruitages.

- L?espace Chefs-d?oeuvre
Dans un écrin bleu nuit, les plus luxueuses voitures des années 30 (Hispano Suiza, Rolls Royce, Isotta Fraschini, Mercedes, ?) sont présentées autour de la célèbre Bugatti Royale ? coupé Napoléon.

- Les 3 nouveaux espaces d?exposition
Le parcours entraîne ensuite le visiteur à travers trois expositions : la restauration des voitures avec en exemple la Royale Esders, la vie d'une automobile de sa conception à son entrée au musée et le fonctionnement de véritables moteurs à travers des films en 3D.