Il Museo Galileo è una struttura organizzata attorno a due nuclei principali: la collezione medicea di strumenti scientifici (sec. XVI e XVII) e quella lorenese (sec. XVIII). Tra i reperti di maggior rilievo vi sono l'obiettivo del cannocchiale con cui Galileo fece le sue importanti scoperte astronomiche e una grande sfera armillare della seconda metà del '500, realizzata da Antonio Santucci delle Pomarance. Al secondo piano, inoltre, sono presenti dei curiosi esempi alchemici di corpi mineralizzati, prodotti da Girolamo Segato.