In un'ala al pian terreno dell'istituto è esposta la collezione naturalistica e scientifica, fatta di strumenti, modellini, manufatti e libri. La parte naturalistica cere, tavole di botanica, minerali, fossili e campioni zoologici; quella scientifica, la più ricca, ha modelli e attrezzature per esperimenti di meccanica, fisica, idraulica, ottica, acustica, per lo studio dell'elettricità, dellatrasmissione senza fili, dell'elettromagnetismo ecc., tutti risalenti al XIX secolo o all'inizio del XX e tutti perfettamente funzionanti. Per la sua ricchezza e varietà, la collezione è un unicuumnel panorama nazionale.

Tra gli strumenti più antichi e rari un catetometro di Perreaux, un eudiometro di Regnault, una macchina per la liquefazione dei gas di Natterer, un apparecchio ottico di Duboscq per la proiezione di disegni fantascopici, un miscroscopio di Amici. Molto strumenti servivano anche per produrre l'energia necessaria per gli esperimenti, come le novanta pile di Bunsen, quaranta delle quali erano di produzione fiorentina, fatte dal chimico Carraresi, e cinquanta a Parigi, da Deleuil. Inoltre la fondazione gestisce un planetario con la collaborazione dell'Osservatorio astrofisico di Arcetri.