Im ehemaligen Maschinenhaus beginnt mit dem „mühsamen Weg ins Industriezeitalter" der Museumsrundgang. Eine audiovisuelle Zeitreise mit der Postkutsche führt ins Ruhrtal bei Witten und bringt die Museumsgäste in die Entstehungs- und Betriebszeit der Zeche Nachtigall. Zeitgenössische Musik erklingt, während historische Bilder aus drei Jahrhunderten vorbeiziehen. Sie erinnern an wichtige zeitgeschichtliche Ereignisse und zeigen, wie sich Landschaft, Technik und Arbeitswelt in dieser Zeitspanne verändert haben. Besucher hören hier auch den Gesang der Nachtigall, die zur Enstehungszeit der Zeche im Ruhrtal heimisch war.

 Am Beispiel des Schachtes „Hercules“ aus dem Jahr 1839 wird ein wichtiges Kapitel Bergbaugeschichte wieder mit Leben gefüllt: Der Übergang vom Stollen- zum Tiefbau markiert den Übergang vom ländlich geprägten Raum zum Industrierevier.

Auf ihrem Weg in die Tiefe mussten die Bergleute zahlreiche Hindernisse überwinden und Probleme lösen. Sie brauchten Licht und Luft, um Ihrer Arbeit in der Grube nachgehen zu können. Und nicht nur Kohle wurde aus dem Schacht gefördert, auch Wasser musste fortlaufend aus der Grube gepumpt werden.
Durch eine „Dunkelzone“ gelangen Besucher in die unbekannte Untertagewelt. Modelle machen hier zum Beispiel deutlich, wie das verzweigte System der Frischluftzufuhr funktionierte und wie die „ideale Anlage“ einer Zeche unter Tage aussah. Dem vielbesungenen „Licht in der Nacht“ ist ein eigener Bereich gewidmet. Diese und andere Themen werden an einem ungewöhnlichen Ausstellungsort behandelt: Nach der Stilllegung der Zeche wurde der Schacht mit einem Ziegelringofen überwölbt.

Ein wichtiger Standortfaktor für die Zeche Nachtigall war die Ruhrschifffahrt. Nach der Schiffbarmachung im Jahre 1780 entwickelte sich der Fluss zum wichtigsten Transportweg für Steinkohle. Im Mittelpunkt einer neu gestalteten Ausstellungslandschaft steht der rekonstruierte Ruhrnachen „Ludwig Henz". Das über 35 Meter lange und fünf Meter breite Schiff entstand zwischen 1999 und 2002 im Rahmen einer Qualifizierungsmaßnahme für arbeitslose Jugendliche und erinnert mit seinem Namen an einen Hattinger Wasserbaumeister, der sich um 1840 intensiv mit der Verkehrsentwicklung des Ruhrtals auseinandersetzte.

Auf dem Schiff geht es um die Kohlenschiffahrt zwischen Witten und Ruhrort: Wie sah die Ruhr damals aus? Mit welchen Schwierigkeiten hatten die Schiffer zu kämpfen? Thema auf dem Schiffbauplatz ist der historische Schiffbau an der Ruhr, aber auch der Nachbau für das Museum. In der Kohlenniederlage, einem nachempfundenen typischen Lagerplatz am Fluss, geht es um den Kohlenhandel. Die Geschichte des Flusses nimmt einen breiten Raum ein. So kann die Frage „Was geschah bei der Schiffbarmachung?" nicht nur am Modell erprobt werden: Ein Wasserspielplatz lädt Kinder zu freiem Experimentieren ein. Mit dem Einzug der ersten Eisenbahnen ins Ruhrtal bekam die Kohlenschifffahrt Konkurrenz. Als die Zeche Nachtigall 1849 die Verbindung zum Schienennetz herstellte, hatte der Fluss als Absatzweg seine Bedeutung verloren. Knapp 40 Jahre später wurde die Schifffahrt eingestellt. Wie bescheiden die Anfänge der Eisenbahnen aussahen, zeigt die Rekonstruktion von zwei Wagen der 1829 gebauten Muttentalbahn.

Noch im letzten Jahr der Zechenschließung 1892 erwarb der Bauunternehmer Wilhelm Dünkelberg das heutige Museums-Gelände. An der Stelle der Zechenbauten um Schacht Hercules entstand zwischen 1897 und 1899 die heute noch geländebeherrschende Doppel-Ringofenanlage, in der jährlich bis zu elf Millionen Ziegel gebrannt werden konnten. Ausgangsmaterial für die Ziegel war Schieferton, der im Ruhrtal unterhalb der Kohleflöze lagert. Die Ausstellung im östlichen Ringofen folgt dem Weg des Rohstoffs: Von der Gewinnung des Materials im Steinbruch über seine Verarbeitung bis zum Brennen im Ringofen und dem Verladen der Ziegel lernen die Besucher den Ziegler-Alltag bis in die 1960er Jahre kennen. Im Inneren des Ringofens stehen Ziegel und Rohlinge gestapelt, Staub und Asche bedecken den Boden des Arbeitsplatzes. Beleuchtete Bilder und Zitate aus der Arbeitswelt der Ziegler unterstützen die Raumwirkung des Denkmals. An der Rampe der Ruhrtalbahn wurden früher Ziegel und Sandstein verladen. In einem Bahnwaggon zeigt das Museum, wie dringend die Steine während der rasanten industriellen Entwicklung um 1900 im Ruhrgebiet gebraucht wurden.

Bergleute und Unternehmer kommen in der Ausstellung selbst zu Wort, sie berichten von der einfachen Technik, der Verwaltung und der schweren Arbeit auf den Kleinzechen. Anhand der leicht überschaubaren Anlagen begreifen auch „Bergfremde“, wie ein Bergwerk funktionierte.

Die Zeche Nachtigall liegt unmittelbar an der „Wiege des Ruhrbergbaus“, dem Wittener Muttental. Früher als im übrigen Ruhrgebiet hat man hier die Relikte des Bergbaus zu schätzen gewusst. Mit seiner Ausstellung weist das Museum auf die Bedeutung dieser Erinnerungsarbeit hin. „Ehemalige Bergleute, Sammler, Künstler, historisch Interessierte, allein oder in Vereinen – sie alle sorgten und sorgen dafür, dass der Bergbau in der Region lebendig bleibt“, erklärt Wissenschaftlerin Ingrid Telsemeyer. Mit seiner Grafikserie „An der Wiege des Ruhrbergbaus“ prägte der Wittener Künstler Helmut Schäfer Anfang der 1950er Jahre einen Begriff, der heute in aller Munde ist. Später wurden die bergbaulichen Relikte des Wittener Ruhrtales mit dem Anfang der 1970er Jahre eingerichteten Bergbaurundweg Muttental erschlossen. Die Zeche Nachtigall und das Bethaus gehörten als herausragende Denkmäler dazu.