Los materiales reunidos en tres amplias salas del instituto ilustran el desarrollo de las ciencias físicas en los últimos tres siglos. El siglo XVII está representado, entre otros, por los instrumentos del laboratorio óptico del científico espoletino Giuseppe Campani, uno de los más célebres constructores de microscopios y telescopios de la época, cuya colección, única por su completitud y unidad, fue adquirida en 1747 por Benedicto XIV para las colecciones científicas del Instituto de Ciencias. Entre los testimonios del siglo XVIII se recuerda el gabinete de física de lord George Cowper, uno de los equipamientos más ricos de la época y respaldado por documentación.
En la instrumentación del siglo XIX se cuentan una pila de Volta, una de las más antiguas existentes, un prototipo de galvanómetro astatico vertical que perteneció a Leopoldo Nobili, un piezómetro Oersted, un modelo de locomotora de vapor realizado en Castelmaggiore a mediados del 1800 con materiales usados para locomotoras reales. Siguen casi todos los equipos de Augusto Righi, máximo exponente italiano de la física del siglo XIX, mientras que el siglo XX está representado por Quirino Majorana, cuyo legado constituye uno de los equipamientos más importantes del museo.
