Il museo ebbe origine nel 1873, quarto centenario della nascita di Copernico, con la donazione della raccolta copernicana di Arturo Wolinsky, ed è sistemato dal 1935 nell'attuale sede. La raccolta comprende antichi strumenti, cannocchiali e telescopi provenienti dagli osservatori romani soppressi, strumenti di navigazione e di disegno, astrolabi, orologi a pendolo, globi celesti, sfere armillari e quadranti murali. Si segnalano l'astrolabio di Valencia (XI secolo), il globo celeste di Greuter (XVII secolo), lo spettroscopio a visione diretta (XIX secolo), il telescopio Gregory (XVIII secolo) e il grafometro (XVII secolo)