Il nucleo scientifico più importante è costituito dalle raccolte dell'[[Imperial Regio Museo di Fisica e storia naturale]], fondato da [[Pietro Leopoldo di Lorena]] nel 1775, che conteneva una ricca raccolta di macchine e di strumenti tecnico-scientifici, tra cui le meravigliose macchine di [[Galileo]] (che oggi si trovano al [[Museo di storia della scienza]]) e vi era annesso un osservatorio astronomico ([[La Specola]]), nome poi rimasto al Museo zoologico. Nel 1859 nacque l''''Istituto di studi superiori, pratici e di perfezionamento''''''di Firenze''', composto di quattro sezioni (poi ridotte a tre, con lo spostamento a Pisa della sezione di Studi legali); le sezioni di Scienze Naturali, Medicina e Chirurgia, Filosofia e Filologia. Le prime due ereditavano le raccolte del museo scientifico leopoldino, rispettivamente, e dell'antico Arcispedale di Santa Maria Nuova; nella la terza approdarono libri scientifici palatini e granducali e libri scientifici di altra provenienza. Con la nascita dell'Istituto di Studi superiori e delle quattro sezioni, si avviò lo smembramento di collezioni in cui in precedenza strumenti, apparati e libri erano fusi in unità armonica. I libri furono raccolti nelle '''biblioteche''' che via via venivano creandosi intorno alle rispettive discipline e Facoltà; invece gli oggetti e gli strumenti, considerati testimonianze ormai statiche di una passata stagione di esperimenti, venivano affidati alla funzione più conservativa e meno d'uso dei '''musei''' universitari.
Il 10 ottobre 1924 l'Istituto di studi superiori si trasformò nell' [[Università degli studi di Firenze]]; le tre originarie Facoltà crebbero a 10 per divenire poi 12. La frammentazione fisica delle biblioteche e delle collezioni restò negli anni quella che la storia aveva prefigurato.
