Muzeum mieści się w dwóch sąsiadujących zabytkowych domach: byłej aptece klasztornej z 1712 roku i domu farmaceutów z tego samego okresu, nabytym i przebudowanym w 1868 roku przez Przypkowskich. Na tym ostatnim znajduje się kopuła obserwatorium astronomicznego z 1913, a ściany od podwórza pokrywa neorenesansowe sgraffito z 1955. Apteka działała w historycznych pomieszczeniach do czasu utworzenia muzeum, kiedy oba domy zostały wykupione przez państwo.
Ekspozycje Muzeum posiada szereg bardzo zróżnicowanych tematycznie działów. Główny dział obejmuje zegary słoneczne i inne typy zegarów od XVI do XX wieku (np. zegary wodne, klepsydry, świece zegarowe), w tym wiele dzieł o wielkiej wartości artystycznej, pochodzących z najlepszych warsztatów Europy. Do najciekawszych eksponatów zalicza się np.: zegar słoneczny z armatką strzelającą w południe wykonany w Paryżu dla króla Stanisława Leszczyńskiego, zegar słoneczny z XVI wieku wykonany przez Erazma Habermela, XVII-wieczną klepsydrę wodną wykonaną z majoliki. Uzupełnieniem tych zbiorów jest kolekcja przyrządów astronomicznych i ksiąg poświęconych astronomii i gnomonice.