Музей является по существу единственным в России музеем истории науки. Кроме экспозиции, посвященной жизни и творчеству первого русского ученого-естествоиспытателя и просветителя М. В. Ломоносова, здесь демонстрируются: уникальная коллекция астрономических приборов XVIII - XIX веков и памятник культуры немецкого и русского народов - Готторпский глобус-планетарий, самый большой из глобусов мира (диаметром 3,1 м). В музее также можно познакомиться с начальным периодом истории Российской академии наук и увидеть научные приборы XVIII века.