Il Museo storico dell'Arma del Genio occupa tutto il pianterreno dell'edificio, circa 4.400 mq. di superficie, ed ha il compito di testimoniare l'intima connessione che è sempre esistita tra Società civile e Genio militare in tutti i campi dell'ingegneria e dell'architettura. Preceduto da due Sale d'Onore, in cui fanno spicco i cimeli del tenente del Genio Camillo Benso conte di Cavour e del generale Federico Menabrea, scienziato e Primo Ministro, il Museo è diviso in due grandi settori: il primo riguarda il Genio in tutte le sue specialità, quello del tempo di pace, quelle che si formano in tempo di guerra e quelle che si sono tanto evolute nel tempo da divenire addirittura autonome come l'Aeronautica Militare, il Corpo Automobilistico, il Servizio Chimico Militare e le Trasmissioni.

Il secondo settore è dedicato al Genio Militare nelle varie guerre che si sono succedute dal Regno di Sardegna, allo Stato italiano, sino a tutto il Secondo Conflitto mondiale.

Meritano attenzione i Dirigibilisti e gli Aerostieri che con i loro fragili mezzi preannunciano l'Aeronautica. Seguono le sale dedicate alle campagne di guerra ed ai loro cimeli, ad iniziare dalla Repubblica Romana del 1848-49, per continuare con la Campagna di Crimea, 1855-56 e con l'Assedio di Gaeta, 1860-61, ove spiccano le grandi opere ossidionali del generale Menabrea ed i primi cannoni rigati del generale Cavalli. Segue un'ampia carrellata documentale dei mezzi di trasmissione, dai segnali a fuochi dell'epoca omerica, all'impiego dei colombi viaggiatori, ai mezzi ottici sempre più perfezionati e quindi dal telegrafo, alla radio e al suo geniale inventore, Guglielmo Marconi, capitano del Genio e ai suoi rivoluzionari apparecchi.

Al primo piano trova collocazione il Museo storico dell'Architettura Militare che, con dovizia di plastici e modelli, illustra la storia dell'architettura militare italiana ed europea, a cominciare dai castellieri preistorici ai nuraghi sardi, per continuare con le fortificazioni romane, i castelli medioevali, i forti dalle varie epoche sino ad oggi. Chiude la visita il Salone Giulio Cesare, dedicato al "Primo Grande Geniere" della storia.

La Biblioteca e l'Archivio documentale sono consultabili e fruibili previa richiesta delle relative autorizzazioni.