La struttura è costituita da quattro sezioni: la sezione astronomica (Osservatorio astronomico «G. Abetti» e Planetario Cà dell’Ortolano); la sezione di storia naturale (Orto botanico «U. Aldrovandi»); la sezione naturalistica (Area di Riequilibrio ecologico Bora); la sezione di fisica (Laboratorio di Didattica e Studio della Fisica Tecnoscienza). Oltre alle esposizioni permanenti il museo propone iniziative come conferenze, manifestazioni e centri estivi