Questa sala ospita molti strumenti utilizzati nelle ricerche svolte dai membri dell'Accademia del Cimento. Istituita nel 1657 dal granduca Ferdinando II e dal principe Leopoldo de' Medici, l'Accademia del Cimento fu la prima società europea con finalità esclusivamente scientifiche, precedendo la fondazione della Royal Society di Londra (1660) e dell'Académie Royale des Sciences di Parigi (1666). Seguendo la lezione galileiana, gli Accademici del Cimento sottoposero a verifica sperimentale una serie di principi di filosofia naturale fino ad allora universalmente accettati sulla base dell'autorità di Aristotele. L'Accademia concluse i propri lavori nel 1667 con la pubblicazione dei Saggi di naturali esperienze, che presentavano una sintesi dell'attività svolta nel suo seno. Risultati significativi furono conseguiti nelle osservazioni di Saturno e soprattutto nel campo della barometria e della termometria (sono qui esposti i preziosissimi e bellissimi termometri e vetri scientifici utilizzati dagli Accademici). Il maggior numero di esperienze fu concepito per verificare la possibilità di creare il vuoto in natura, osservandone gli effetti su animali e cose.