Il museo nasce da un'aggregazione moderna di nuclei diversi, che solo nel 1924 trovò sede nel palazzo eretto da Bartolomeo Provaglia nel 1638-1658: la quadreria senatoria, già nel palazzo, e la collezione di oggetti di arte industriale, ordinata nel 1924 da Francesco Malaguzzi Valeri. Tra le serie di materiali hanno rilevanza la raccolta di mobili, intagli e cornici in gran parte riferibili ad artigianato bolognese del Sei-Settecento, e la raccolta di ferri battuti, bronzi, maniglie e serrature antiche. Numerosi gli oggetti che rivestono anche carattere di eccezionalità e di curiosità come il modellino di una casa di bambola o il teatrino con marionette di fattura bibbienesca. Aspetti d'interesse offre anche la collezione dei dipinti (tra gli altri, Vitale da Bologna con la Madonna Denti)