Il museo ha sede nella residenza di corte realizzata tra 1583 e 1587 da Bernardo Buontalenti per Francesco I de’ Medici. La nuova costruzione inglobò alcuni edifici preesistenti, tra cui la duecentesca torre della Verga d’Oro dove Galileo fece osservare al granduca, con il suo cannocchiale, i satelliti di Giove.<br>La residenza passò dai Medici ai Lorena, e nel 1859 ai Savoia, e oggi ospita splendide opere dalle loro collezioni (alcune delle quali precedentemente esposte al Museo nazionale di S. Matteo). Al patrimonio si sono poi aggiunte donazioni private.<br>Tra i pezzi più notevoli ci sono rari arazzi medicei, opera di manifatture fiorentine e fiamminghe tra ’500 e ’600, e una raccolta di armature che conta novecento pezzi, molti dei quali collegati al tradizionale Gioco del Ponte.<br>Oltre agli arredi, sono filologicamente esposti pregevoli dipinti, tra cui opere di Raffaello (parte di una predella dipinta all’età di diciassette anni), e di Rosso Fiorentino, Bronzino, Antonio Canova, Francesco Francia, Alessandro Magnasco, Bernardo Strozzi, Joos van Cleve, e Frans Francken.<br>Sono interessanti anche le serie di ritratti a matita di personaggi pisani, di miniature su avorio tra ’600 e ’800, di statuette in porcellana settecentesche; di bronzetti e medaglie tra ’500 e ’800, di ceramiche orientali tra ’700 e ’800, e cinquecentesche italiane.