L'affermazione del metodo sperimentale nel Seicento e l'entrata in scena di nuovi strumenti fecero progredire l'indagine dei processi naturali, favorendo la scoperta delle leggi che li governano e di fenomeni fino ad allora sfuggiti alla percezione dei sensi. Nella prima sala sono esposti strumenti relativi alle misurazioni atmosferiche, allo studio della luce e alla microscopia: i barometri e i termometri consentirono di compiere misurazioni sempre più precise, mentre i microscopi potenziarono enormemente la capacità di penetrazione della vista, rivelando aspetti del microcosmo del tutto inaspettati. Accanto agli strumenti per l'osservazione dei fenomeni naturali, nel Settecento furono ideati dispositivi che agivano sulla natura stessa, producendo nuovi fenomeni. Le macchine elettrostatiche suscitarono enorme interesse, aprendo nuovi orizzonti alla ricerca scientifica. D'altra parte, l'invenzione della pila nel 1800 aprì l'era dell'elettrodinamica e dell'elettrochimica. Nella sala successiva sono esposti numerosi strumenti legati allo studio delle correnti elettriche e dei loro effetti. In pochi decenni questi studi portarono a scoperte fondamentali e alla nascita dell'elettromagnetismo, le cui applicazioni pratiche avrebbero contribuito a innescare una nuova rivoluzione industriale.