Il Museo è costituito dalla ricomposizione dei laboratori e delle collezioni dell’antico Istituto delle Scienze, attivo nello stesso palazzo tra il 1711 e il 1799.

Negli anni l'istituto, oltre alla ricca strumentazione della quale disponeva, cominciò a raccogliere anche collezioni pittoriche, come la wunderkammer di Ferdinando Cospi e la collezione di Ulisse Aldrovandi, oltre alle pitture murali di Niccolò dell’Abate, di Pellegrino Tibaldi, Prospero Fontana, del Nosadella e di Ercole Procaccini.

A partire dall’autunno 2000 l’Università di Bologna ha riaperto al pubblico le stanze del Palazzo, ricollocando nelle sue stanze i reperti e la strumentazione scientifica raccolti e utilizzati nel XVIII secolo.