Экспонаты музея собраны благодаря его сотрудникам. Не одно их поколение собирало и хранило старинные документы, всевозможные астрономические инструменты, предметы изобразительного искусства, книги, журналы, вырезки из газет. В общей сложности на сегодня фонд музея насчитывает более 150 экспонатов, разместившихся в трех павильонах. Интереснейшей является коллекция астрономических часов XVIII-XX столетий, сконструированных гениальными европейскими и отечественными мастерами. Также экспозицию дополняют различные хронометры, астрономический будильник и другие не менее интересные астрономические приспособления. В коллекцию музея входят научные труды сотрудников обсерватории, где описаны важные открытия и подробности научной и практической деятельности.