Protettori delle arti e patroni delle scienze, i Medici raccolsero nel tempo una straordinaria collezione di strumenti scientifici, di cui in questa sala sono esposti alcuni raffinati esemplari. Per circa due secoli la collezione fu ospitata nelle sale della Galleria degli Uffizi accanto ai capolavori dell'arte antica e moderna. Iniziata dal fondatore del Granducato di Toscana, Cosimo I de' Medici (1519-1574), la collezione fu notevolmente arricchita dai figli e successori: Francesco I (1541-1587), che incentivò soprattutto le raccolte naturalistiche e le ricerche alchemiche, e Ferdinando I (1549-1609) che raccolse un gran numero di strumenti matematici, nautici e cosmografici. Cosimo II (1590-1621) ebbe il privilegio di accogliere nella collezione i rivoluzionari strumenti di Galileo. In seguito, originalissimi termometri soffiati nelle vetrerie di Palazzo Pitti, furono costruiti per le attività dell'Accademia del Cimento fondata da Ferdinando II (1610-1670) e Leopoldo de' Medici (1617-1675). Tra gli ultimi Medici spicca il nome di Cosimo III (1642-1723) che ebbe al suo fianco il matematico Vincenzo Viviani, ultimo discepolo di Galileo.