Am 20. Mai 1877 fuhr die erste Pferdebahn zwischen Deutz und Kalk und begründete ein neues Zeitalter der Mobilität in und um Köln. Bis 1899 wuchs das Pferdebahnnetz der "Cölnischen Straßenbahn-Gesellschaft" auf ca. 60 km an und wurde von 341 Wagen und 765 Pferden bedient. Nach dem Ankauf der privaten Pferdebahngesellschaft durch die Stadt Köln im Jahr 1900 wurde die Elektrifizierung des Betriebs rasch umgesetzt. Bereits am 15. Oktober 1901 fuhr die erste „Elektrische“ auf Teilstrecken des Rings, des Kölner Prachtboulevards, und am Rheinufer. Mit Ausnahme einer Strecke waren ab Februar 1903 sämtliche Pferdebahnlinien auf elektrischen Betrieb umgestellt. Dies war die Grundlage für eine neue Erfolgsgeschichte der Kölner Bahnen: Die Straßenbahnen entwickelten sich allmählich vom "Luxus" zum unverzichtbaren Massenverkehrsmittel, die z.B. im Jahr 1913/14 fast 125 Mio. Fahrgäste (2012, inkl. Busverkehr: 275,1 Mio.) bedienten. Die "Bahnen der Stadt Cöln" waren zudem in der Region engagiert: Bis 1914 entstand ein beispielhaftes Vorortbahnnetz, das Verbindungen zum Königsforst, nach Bensberg, Bergisch Gladbach, Porz, Lövenich und nach Frechen ermöglichte.

Seit diesen Anfängen leisten die Kölner Bahnen unverzichtbare Beiträge zur Mobilität in Köln und sind nicht mehr aus dem Kölner Stadtbild wegzudenken. Jedermann kennt sie und verbindet eine persönliche Geschichte mit ihnen: Die Kölner Bahnen sind zentraler Bestandteil lebendiger Alltagskultur, der nicht allein Technikinteressierte, sondern jeden Kölner angeht und/oder fasziniert.

Das Archiv des Straßenbahn-Museums Thielenbruch bewahrt und erschließt Quellen zur Geschichte des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) in Köln und in der Region. Im Zentrum der Archivarbeit steht die Dokumentation der Geschichte der Kölner Straßenbahnen und der Betriebsgeschichte des wichtigsten Kölner Verkehrsunternehmens, der Kölner Verkehrs-Betriebe AG (KVB AG) bzw. ihrer Vorgängergesellschaften. Weitere Sammlungsschwerpunkte liegen in den Bereichen der allgemeinen Technikgeschichte und der Kölner Alltagsgeschichte.

Das Archivgut zeichnet sich durch den hohen Anteil an technischen Unterlagen aus. Sie dokumentieren Konstruktion, Wartung und Modernisierung der Kölner Fahrzeuge seit Beginn des 20. Jahrhunderts. Des Weiteren liegen zahlreiche Dokumente über betriebliche Abläufe des Kölner Bahn- und Busverkehrs vor, zudem werden Fahrkarten und Fahrpläne sowie Informationsmaterial für die Kunden und Werbemittel gesammelt. Ein Presseartikelarchiv und ein umfangreicher Fotobestand ergänzen dieses Schriftgut. Außerdem verfügt das Archiv über eine kleine Bibliothek mit Schwerpunkten auf Fachliteratur zum ÖPNV sowie Werkszeitschriften und Jubiläumsfestschriften verschiedener Verkehrsunternehmen.

Der interessierten Öffentlichkeit ist das Archiv nach Terminabsprache zugänglich, die Benutzung ist gebührenfrei. Es gelten die Bestimmungen der Benutzungsordnung des Archivs des Straßenbahn-Museums Thielenbruch. Generell findet keine Ausleihe von Büchern, Zeitschriften und Archivalien statt.

Das Straßenbahn-Museum wurde 1997 in der Wagenhalle des ehemaligen Betriebshofs Thielenbruch aus dem Jahre 1926 eröffnet. Das direkt an der Endhaltestelle moderner Stadtbahnlinien liegende Museum beherbergt über 20 historische Fahrzeuge, die auf einer Gesamtfläche von rund 2.500 qm der Öffentlichkeit präsentiert werden. Darüber hinaus zeigt das Museum eine Vielzahl weiterer Exponate, Fotos und Dokumente zur Entwicklung des Öffentlichen Personennahverkehrs im Kölner Raum seit 1877 sowie zur Stadt- und Technikgeschichte.
In den Räumlichkeiten des Straßenbahn-Museums Thielenbruch befindet außerdem das Archiv zur Kölner Straßenbahngeschichte.

Das Museum ist für die Öffentlichkeit am 2. Sonntag jeden Monats von 11.00 bis 17.00 Uhr geöffnet (Winterpause Januar und Februar). Außerhalb der Öffnungszeiten können Sonderführungen für Gruppen bzw. für Besucher des Archivs vereinbart werden.
Der Verein Historische Straßenbahn Köln e.V. betreut im Auftrag der KVB AG seit 1997 den Museums- und Archivbetrieb und steht Interessierten als Ansprechpartner zur Verfügung.