Il museo Raccoglie oltre 500 crani, ca. 20 crani etruschi (collezione Mortara comprendente crani di Chiusi, Città della Pieve, Sarteano e Perugia), Venere di cera (scuola fiorentina XIX secolo), altri preparati in cera (scuola fiorentina XIX secolo), preparati anatomici inclusi encefali essiccati, scheletri interi (XIX e XX secolo), collezione di ossa umane rappresentative di varie fasi di sviluppo (XIX secolo), tavole anatomiche del Mascagni (XIX secolo), libri di anatomia di A. Pascoli con illustrazioni (XVIII secolo), tre oli su tela conservati di autore ignoto e realizzati tra XVI e XVII secolo raffiguranti soggetti umani scorticati o spellati (un tipo di raffigurazione del corpo che si diffuse a partire dalle pubblicazioni cinquecentesche di Jacopo Berengario da Carpi e di Andrea Vesalio), un cranio “esploso” del XIX secolo proveniente da Parigi.

Una sezione è dedicata all’antropologia criminale, una pseudoscienza ideata intorno al 1875 dallo studioso Cesare Lombroso, che ricercava, in alcune caratteristiche morfologiche e fisiologiche, una propensione degli individui al crimine.