La collezione comprende originali antichi (dipinti della bottega e scuola di Leonardo, fra cui la Madonna delle Minime, la Maddalena, il Cristo giovane di anni dodici, la Santa Caterina), strumenti del suo tempo e della sua terra natale (come il "Ritrecine di Leonardo"), rare incisioni (compresi due "Nodi" del 1505-7 incisi da Dürer su disegno di Leonardo.

Sono presenti oltre 60 modelli ricostruiti ad arte dai progetti di Leonardo(alcuni funzionanti, da orologi e fontane alla "casa del pittore" e al teatro della "montagna che si apre"); meraviglie del Leonardismo (da cimeli d’epoca a due autografi di Duchamp).