1927 zog eine feinmechanische Werkstatt ein, in der die Inhaber Peter Hartfuß und Paul Gottfrois weltweit geschätzte Geräte für Uhrmacher und Juweliere herstellten. Das scheinbare Gewirr aus Maschinen und Transmissionsriemen erzeugt eine Atmosphäre, die die Besucher der Werkstatt sofort in ihren Bann zieht. So können u.a. an der vom Gründer entwickelten und patentierten „Trauring-Graviermaschine Cardan“ auch heute noch in wenigen Minuten die gewünschten Initialen in den Ring eingraviert werden.
Die zum Antrieb der Maschinen benötigte Energie produzierte der Betrieb über eine Turbine selbst, Energielieferant ist der aufgestaute Seffersbach. Seit fast 100 Jahren sorgte die Turbine für den Antrieb der feinmechanischen Maschinen, bis sie im Jahr 2018 aufwendig restauriert wurde. In diesem Zuge wurde ein zusätzlicher Generator neu installiert. Er erzeugt außerhalb des Museumsbetriebs regenerativen Strom aus Wasserkraft. Somit wird die Historie der Fellenbergmühle bis in die heutige Zeit fortgeschrieben. Eine vergleichbare mit Wasserkraft laufende Produktionsstätte gibt es sonst nirgendwo in Deutschland. Der Feinmechanik-Betrieb der Fellenbergmühle
dokumentiert eindrucksvoll den Übergang von der handwerklichen zur industriellen Produktionsweise mit den wesentlichen Merkmalen der Fabrikarbeit.
Das Museum wurde 1997 mit dem saarländischen Denkmalpreis ausgezeichnet.
