El museo contiene instrumentos científicos de física y astronomía de los siglos XVIII, XIX y de la primera mitad del XX, y en particular inventos realizados por el pisano Antonio Pacinotti, desde la famosa macchinetta, el primer dinamo-motor de corriente continua, hasta los aparatos de tracción electromagnética: todos ellos inventos que forman parte del Fondo Pacinotti. La sección dedicada a los instrumentos es muy rica y heterogénea. Las piezas de la colección están subdivididas por tipos: mecánica, astronomía, electromagnetismo, medición del tiempo, óptica, acústica, máquinas herramienta. Importantes archivos completan las colecciones del museo, como la parte documental del Fondo Pacinotti, el Archivo Pacinotti, el Archivo Fermi-Persico y el Archivo Riccardo Felici, conservados por el Sistema de Bibliotecas Universitarias. El Museo degli Strumenti di Fisica trabaja en colaboración con la Ludoteca Scientifica: la exposición interactiva-didáctica pretende reproducir, con espíritu galileano, los experimentos que han marcado la historia de la ciencia y de los científicos. Es un lugar donde niños, jóvenes y adultos pueden aprender a conocer y entender la ciencia jugando y divirtiéndose. Los actos organizados son recorridos a través de juegos y experimentos que introducen las cuestiones y los aspectos más atractivos de la física clásica y moderna, desde Galileo a Einstein hasta las innovaciones del siglo XXI.