考量鐵道車輛體積龐大，而博物館空間有限，國家鐵道博物館在取得車輛產權歸屬的前提下，以符合在地場域精神、博物館展示功能、保存極大化及預防性典藏為原則，力求發揮國家級鐵道博物館最大保存效益。
符合在地場域精神： 曾經在台北機廠生產、製造及維修之鐵道車輛。
符合博物館展示功能： 兼具展演展示、教育推廣功能及博物館空間使用機能性之車輛。
保存極大化原則： 不重複典藏在其他場域已獲保存之火車，將資源投入亟需保存鐵道車輛。
預防性典藏原則： 已知或可預期即將退役之重要且具代表性鐵道車輛，優先列入典藏標的。
國家鐵道博物館以上述原則開展的車輛典藏，透過博物館等級的車輛考據與修復後，做為重要的核心館藏。大部份的館藏車輛，都將維持在可移動的狀況，以便配合博物館展示需求得以輪展，另維持部份車輛可動態運轉，做為博物館鐵道體驗的展演特色。