Während traditionelle Automuseen nur Automobile restaurieren und ausstellen, bietet das Petersen Museum, das 1994 im Ohrbach-Kaufhaus eröffnet wurde, fantasievolle Ausstellungen, Fotografien und Computerstationen. Hier erfährt man, wie die Entwicklungen im Automobilverkehr das Wachstum von Los Angeles, der Autostadt schlechthin, beeinflusst haben. Ein Besuch dieses Museums bietet sowohl Einblick in die Geschichte der Stadt als auch die Gelegenheit, über 200 Autos, LKWs und Motorräder zu bewundern. In der Dauerausstellung Streetscape sind klassische Fahrzeuge in Szenen aus der Geschichte von Los Angeles zu sehen. Am Beispiel verschiedener Fahrzeuge, darunter ein Willys-Knight (1922) und ein Chrysler CD-8 Roadster (1931) werden Design- und Marketinginnovationen erläutert, mit denen man die Aufmerksamkeit der Automobilkunden erlangen wollte. Weitere Ausstellungen beschäftigen sich mit der Entscheidung, Straßen und Autobahnen anstelle von Straßenbahnlinien zu bauen, wodurch das Stadtwachstum eher vom Auto als von öffentlichen Transportmitteln abhängig wurde. Galerien im ersten Stock bieten Wechselausstellungen zu Themen wie Rennautos, Oldtimer-Motorräder, Konzeptautos und Autos berühmter Personen. Im zweiten Stock befindet sich das interaktive Lernzentrum May Family Children's Discovery Center.