En un parque de tres hectáreas a pocas cuadras del centro histórico de la ciudad, las salas de exposición se encuentran ubicadas en el edificio del Observatorio Astronómico de la UNC, fundado en 1870 y, desde 1995, declarado Monumento Histórico Nacional.

El Museo, constituido a fines del año 2003, relata la historia de los orígenes y primeros pasos de la astronomía argentina, que son al mismo tiempo los primeros pasos de las ciencias naturales en nuestro país. Se presenta dicha historia como un capítulo de la historia de la consolidación nacional en las últimas décadas del siglo XIX.

Su patrimonio está integrado por colecciones de instrumentos astronómicos, meteorológicos, de comunicaciones, de medición, de cálculo, entre otros, de los siglos XIX y XX, como también colecciones documentales escritas: libros, revistas, papeles administrativos, mapas y correspondencia epistolar de los siglos mencionados. Asimismo, se destacan muebles de época y colecciones de fotografías astronómicas tomadas desde 1871 a 1960.