A requalificação do edifício seguiu o projeto dos arquitetos João Mendes Ribeiro, Carlos Antunes e Desirée Pedro tendo sido agraciado, em 2007, com o Prémio de Arquitetura Diogo de Castilho.

Este museu é composto pelas várias coleções científicas da Universidade de Coimbra, distribuídas por dois grandes edifícios, o Colégio de Jesus e o Laboratório Chimico (concebido para o ensino experimental da química) construído durante as Reformas Pombalinas.

Laboratório Chimico – Durante as obras de requalificação descobriu-se que o edifício, do século XVIII, havia sido construído aproveitando a sala do refeitório do antigo Colégio de Jesus, do século XVII.

Neste edifício localiza-se a exposição permanente “Segredos da Luz e da Matéria” que ilustra a história da ciência, através de experiências interativas e de suportes multimédia.

Colégio de Jesus – Edifício reaproveitado por William Elsden, que lhe confere uma nova fachada, para albergar os equipamentos destinados ao ensino experimental das ciências. É neste espírito iluminista que nascem os Gabinetes de História Natural e de Física Experimental, no edifício do antigo Colégio de Jesus hoje: Gabinete de Física e Galeria de História Natural.

Gabinete de Física – A coleção de instrumentos científicos e didáticos de física da Universidade de Coimbra é uma das mais notáveis e raras da Europa, tendo sido reconhecido, em 2016, como Sítio Histórico Europeu, pela Sociedade Europeia de Física.

Galeria de História Natural – Criado para o ensino experimental da então Faculdade de Philosophia, é constituído por uma coleção de animais, de plantas, de fósseis, de minerais, de rochas e de modelos que constitui o mais antigo museu de Portugal que se mantém no seu espaço de origem.