Музей состоит из двух разделов: раздела физики и раздела математики, механики, астрономии. Экспозиция раздела физики создана и открыта в 2001 году и носит имя всемирно известного физика-теоретика, академика В. А. Фока. В экспозиции представлены материалы по истории возникновения и этапах развития физики в отделах Института физики и на кафедрах физического факультета СПбГУ.
Экспозицию раздела математики, механики, астрономии составляют в основном модели механизмов, которые в течение десятилетий бережно хранились сотрудниками кафедры теоретической и прикладной механики математико-механического факультета СПбГУ. Эти модели перешли к кафедре из Кабинета практической механики, который был основан в 1865 году под руководством приват-доцента М. Ф. Окатова.
В кабинете были представлены модели механизмов, демонстрирующие разные виды движений: например, вращательное, прямолинейное, а также преобразование одного вида движения в другой. Кабинет практической механики также известен тем, что здесь присутствуют модели, созданные собственноручно академиком П. Л. Чебышёвым или по его чертежам. Значительную часть металлических моделей, представленных в Кабинете практической механики, составляют модели из коллекции известного немецкого ученого-механика, профессора Берлинской Технической Академии Франца Рeло. Коллекция продолжала пополняться и в XX веке.
