Il Palazzo dei Cartelloni, che fu l'abitazione di Vincenzo Viviani, costituisce il primo monumento pubblico fiorentino tributato a Galileo Galilei. Viviani aveva assistito con affetto lo scienziato pisano dall'ottobre del 1639 alla morte (1642). Nei decenni successivi profuse enormi energie al progetto di un sepolcro monumentale da erigere in onore del Maestro, ma non riuscì a superare le resistenze degli ambienti ecclesiastici, che ritenevano inopportuno celebrare la memoria di un uomo condannato per "veemente sospetto di eresia". Fu così che nel 1690 Viviani commissionò la realizzazione della facciata del suo palazzo all'amico Giovan Battista Nelli, coraggiosamente concepita come un monumento a Galileo. Oltre ai due grandi cartigli con iscrizioni che esaltano le scoperte del Maestro, vi fece collocare il busto di Galileo con ai lati due bassorilievi che rievocano alcune scoperte dello scienziato pisano. Uno allude all'osservazione, per mezzo del cannocchiale, dei satelliti di Giove per determinare la longitudine in mare, l'altro alla definizione galileiana del moto parabolico dei proietti. Soltanto nel 1737 fu inaugurato il sepolcro monumentale nella Basilica di Santa Croce nel quale furono traslati i resti mortali di Galileo e del fedele discepolo Viviani, ormai morto da oltre trent'anni.

Il Palazzo Viviani, che oggi ospita lo Studio Art Centers International (SACI) di Firenze, presenta all'interno anche un piccolo e grazioso giardino in stile classicheggiante.

La cattedrale di Santa Maria del Fiore fu fondata nel 1296 al posto della basilica paleocristiana di Santa Reparata. La costruzione prese avvio dalla facciata, probabilmente su progetto dell'architetto fiorentino Arnolfo di Cambio, e si protrasse per circa due secoli (ma la facciata verrà completata solo alla fine dell'Ottocento). Da sempre considerata tempio dell'arte, oltre che luogo di culto, la Cattedrale conserva anche importanti testimonianze che rimandano al mondo della scienza.

Al 1475 risale la realizzazione, da parte del matematico Paolo dal Pozzo Toscanelli, di uno gnomone, il più alto mai realizzato in una chiesa e il più antico conservatosi. Esso consente di controllare il momento del passaggio del Sole al solstizio d'estate. Alla base della lanterna della cupola è collocata una tavoletta di bronzo, detta bronzina, che reca il foro gnomonico. Nel periodo tra maggio e luglio, i raggi solari, filtrando attraverso questo foro, danno luogo a un'immagine del Sole, circa 90 metri più in basso, sul pavimento della Cappella della Croce, dove si trovano i segni solstiziali rinascimentali e la linea meridiana installata nel 1755 dal gesuita Leonardo Ximenes.

L'orologio di Paolo Uccello, sulla controfacciata, idealmente certifica il passaggio dal moto del Sole al computo meccanico del trascorrere del tempo. Costituito da un cerchio inscritto in un quadrato, è diviso in 24 settori corrispondenti alle ore segnate con cifre romane. Caratteristica peculiare di questo orologio è la disposizione delle ore in senso antiorario, a partire dal basso, secondo una consuetudine derivata dalle meridiane.

Nella navata sinistra, accanto a uno degli ingressi laterali, si trova un dipinto quattrocentesco di Domenico di Michelino che raffigura Dante e la Divina Commedia. A sinistra dell'osservatore è l'Inferno, sullo sfondo la montagna del Purgatorio, circondata dalle acque, e sulla destra Gerusalemme, raffigurata come Firenze. Il dipinto offre un'interessante immagine della concezione del cosmo nel Medioevo. Intorno alla Terra ruotano le sfere celesti, rappresentate da strisce di diverse tonalità di azzurro, che nella concezione aristotelica corrispondono alle sedi dei pianeti allora conosciuti, mentre l'ultima sfera è quella delle stelle fisse. Nell'universo dantesco i cieli sono dieci: l'ultimo è l'Empireo, sede eterna di Dio e dei Beati. È curioso notare come nel dipinto, che raffigura Dante e la Divina Commedia, il numero dei cieli non corrisponda a quello proposto dal poeta, bensì a quello più diffuso nella cosmologia medievale. In ogni caso si tratta di un importante documento figurato di una concezione dell'universo che verrà messa in discussione dal sistema copernicano e dalle scoperte astronomiche di Galileo.

Il busto dello scienziato pisano, opera di Adolfo Calducci, è raffigurato all'esterno, nella monumentale facciata. Lo si può osservare nell'angolo sinistro, in basso, della cornice che inquadra il rosone centrale. Il busto è accostato al cannocchiale, uno degli strumenti simbolo della rivoluzione astronomica. Attorno allo stesso rosone si possono ammirare anche i ritratti ideali di Marsilio Ficino, Paolo dal Pozzo Toscanelli, Amerigo Vespucci, sempre del Calducci, e quelli di Pippo Spano e Niccolò Acciaiuoli attribuiti a Passaglia.

Il percorso scientifico di questo straordinario complesso artistico prosegue nella Cupola, nel Campanile di Giotto, nel Battistero e nel Museo dell'opera del Duomo.

Nel corso della prima metà dell'Ottocento, nelle nicchie dei pilastri del loggiato degli Uffizi furono sistemate 28 statue in marmo volte a celebrare i toscani illustri. Il ciclo scultoreo raffigura i padri e i difensori della patria, i padri delle arti del disegno, i poeti, i politici, gli storici e gli uomini di scienza.

La serie degli scienziati è aperta dalla statua di Galileo Galilei, scolpita da Aristodemo Costoli nel 1851 e collocata nel lato corto degli Uffizi. Lo scienziato pisano sostiene il cannocchiale, strumento emblematico della rivoluzione astronomica, con il quale egli aprì l'era dell'astronomia telescopica. Galileo, a partire dal 1609, osservò per la prima volta le montagne e le valli della Luna, la curiosa figura di Saturno, le fasi di Venere, la natura stellare della Via Lattea, le macchie solari e i quattro satelliti di Giove, che dedicò alla famiglia Medici, chiamandoli "pianeti medicei". Tali scoperte portarono significative prove a favore del sistema copernicano.

Altro scienziato raffigurato nel loggiato è l'aretino Francesco Redi (P. Costa, 1854). Membro dell'Accademia del Cimento e dell'Accademia della Crusca, medico personale dei granduchi medicei, naturalista e letterato, Redi rappresentò efficacemente la figura dello scienziato di corte e dell'intellettuale del Seicento. Grazie a un celeberrimo esperimento, egli confutò la credenza nella generazione spontanea degli insetti.

Fra gli altri scienziati, figurano il celebre botanico del Cinquecento Andrea Cesalpino (P. Fedi, 1854), Pier Antonio Micheli (V. Consani, 1856), considerato il fondatore della micologia, l'anatomista Paolo Mascagni (L. Caselli, 1852) e Leonardo da Vinci (L. Pampaloni, 1842).

Fondato nel 1927 per iniziativa dell'Università di Firenze con la denominazione Istituto e Museo di Storia della Scienza, ha avuto un ruolo determinante nella realizzazione della Prima Esposizione Nazionale di Storia della Scienza (Firenze, 1929). Le prime sale espositive furono aperte al pubblico nel 1930, presso la sede di Palazzo Castellani, che ancora oggi occupa, attiguo alla Galleria degli Uffizi. Sottoposto a lavori di ristrutturazione dal 2007, l'Istituto è tornato ad aprire al pubblico nel 2010 col nuovo nome di Museo Galileo.

Le collezioni di strumenti scientifici conservate nel museo sono tra le più importanti del mondo. Queste raccolte costituiscono una eloquente testimonianza della promozione della ricerca scientifica esercitata, prima, dagli esponenti della dinastia medicea, poi, dai Granduchi lorenesi. A partire da Cosimo I, i Granduchi medicei vennero raccogliendo strumenti di straordinaria bellezza e di concezione innovativa. La collezione scientifica medicea fu inizialmente conservata nella Sala delle Carte di Palazzo Vecchio. Successivamente, fu sistemata nello Stanzino delle matematiche e nella attigua Sala delle matematiche della Galleria degli Uffizi. Continuamente accresciute, queste collezioni restarono in Galleria, accanto ai capolavori delle arti figurative e alle più singolari meraviglie naturali, fino alla metà del Settecento, quando le raccolte scientifiche furono separate dalle collezioni artistiche.

Trasferite nel Museo di Fisica e Storia Naturale, fondato dal Granduca Pietro Leopoldo nel 1775, le collezioni scientifiche medicee vennero arricchite da cospicue acquisizioni di nuovi strumenti ed apparati sperimentali. Il Museo di Fisica divenne, sotto il suo primo direttore, Felice Fontana, un'importante struttura di ricerca e di diffusione della cultura scientifica. Nel 1841, in occasione del Terzo Congresso degli Scienziati Italiani, fu costruita, presso il Museo di Fisica e Storia Naturale, la Tribuna di Galileo, nella quale furono sistemati gli strumenti più importanti della collezione medicea, accanto a quelli inventati e utilizzati da Galileo e dall'Accademia del Cimento.

Nel 1860, in conseguenza dell'Unità d'Italia, il Museo di Fisica e Storia Naturale fu soppresso. Gran parte delle collezioni furono assegnate alle Facoltà dell'Istituto di Studi Superiori. Rimasero nella sede originaria solo gli strumenti antichi e le raccolte di zoologia e di anatomia. Nel 1925 fu fondata l'Università di Firenze alla quale passò la proprietà delle antiche collezioni scientifiche. Per garantirne la conservazione e valorizzazione, fu fondato nel 1927 l'Istituto e Museo di Storia della Scienza, che prese in consegna le raccolte di strumenti scientifici mediceo-lorenesi, nella sede di Palazzo Castellani. Grazie all'impegno dei primi direttori, Andrea Corsini e Maria Luisa Righini Bonelli, il Museo di Storia della Scienza di Firenze è venuto progressivamente trasformandosi in un centro di conservazione, di divulgazione e di ricerca di riconosciuta importanza internazionale.

Nel corso degli ultimi anni gli allestimenti museali sono stati interamente riconcepiti; la biblioteca è divenuta il centro italiano di riferimento per gli studi di storia delle scienze e delle tecniche e di museologia scientifica. L'Istituto ha organizzato convegni e seminari internazionali, corsi di formazione ed esposizioni destinate a prestigiose itinerazioni. Ha, inoltre, pubblicato un gran numero di volumi di ricerca e di divulgazione. Forte sviluppo hanno assunto nel contempo l'attività didattica, accompagnata dalla realizzazione di innovativi prodotti multimediali distribuiti sia in Internet sia off-line.

L'allestimento attuale, radicalmente rinnovato negli spazi e nei contenuti, si sviluppa su due piani di Palazzo Castellani. Il primo piano è dedicato agli strumenti delle collezioni medicee, esposti in nove sale, nelle quali si osservano, tra l'altro, raffinati strumenti matematici, gli strumenti originali di Galileo (tra i quali gli unici due cannocchiali pervenutici tra quelli costruiti personalmente dallo scienziato pisano), i vetri scientifici dell'Accademia del Cimento e la straordinaria collezione di globi terrestri e celesti, dominata dalla monumentale sfera armillare di Antonio Santucci. Nelle nove sale del piano superiore si dispiegano le testimonianze scientifiche dell'età lorenese. Esse illustrano il cospicuo contributo toscano e italiano allo sviluppo dell'elettricità, dell'elettromagnetismo e della chimica, i complessi meccanismi degli orologi portatili e da torre, la straordinaria serie delle cere ostetriche, il banco di chimica del Granduca Pietro Leopoldo e, infine, le bellissime e didatticamente efficaci macchine per la dimostrazione dei principi fisici fondamentali, costruite dall'officina del Museo di Fisica e Storia Naturale.

Il restauro degli spazi dell'antico Palazzo Castellani (che risale al XII secolo) ha valorizzato la dimensione monumentale e il pregio architettonico della sede. Le eleganti vetrine di ultima generazione esaltano la qualità estetica degli oggetti, garantendone nel contempo la perfetta conservazione. Video-guide portatili interattive, utilizzate per la prima volta in ambito museale, consentono di rendere pienamente comprensibili, anche al pubblico non specialistico, gli strumenti più complessi grazie alla possibilità di accedere a schede ipertestuali, ad animazioni, a biografie e di selezionare molteplici modalità di visita che rispondono agli interessi delle diverse tipologie di utenti.

La Biblioteca ebbe origine dal fondo librario di Antonio Magliabechi, costituito da circa 30.000 volumi e lasciato, nel 1714, alla città di Firenze. Nel 1737 l'amministrazione granducale stabilì che vi fossero depositate le opere edite a Firenze e, nel 1743, estese il precetto a quelle edite in tutta la Toscana. La Biblioteca fu aperta al pubblico nel 1747. Nel 1774 le fu assegnata parte della biblioteca del medico Antonio Cocchi. Consistenti incrementi pervennero a seguito delle soppressioni degli enti ecclesiastici. Nel 1861 le venne accorpata la Biblioteca Palatina, costituita dal Granduca Ferdinando III di Lorena. Nel 1885 assunse il nome di Biblioteca Nazionale e, nel 1875, l'appellativo di Centrale. Dal 1870 ha il diritto di stampa sul territorio nazionale. La Biblioteca, originariamente ospitata nel palazzo della Dogana, attiguo agli Uffizi, fu trasferita nel 1935 nella sede attuale, appositamente costruita. Gravi danni furono causati dall'alluvione del 1966: una parte del patrimonio andò perduto o danneggiato. A seguito dell'evento fu istituito il Centro per il Restauro ancora oggi attivo. La Biblioteca pubblica la Bibliografia Nazionale Italiana ed è sede pilota per l'istituzione del Servizio Bibliotecario Nazionale.

Tra i manoscritti, vi è la preziosa Collezione galileiana e la Raccolta Targioni Tozzetti. Il nucleo principale della Collezione Galileiana, appartenuto a Giovanni Battista Clemente de' Nelli, fu acquistato, nel 1818, da Ferdinando III. Accresciuta di ulteriori manoscritti galileiani, provenienti da biblioteche, archivi e raccolte di privati, ebbe un primo ordinamento da parte dello stesso Granduca. Riordinata da Vincenzo Antinori, la Collezione, costituita da 307 volumi, si articola in cinque sezioni: la prima raccoglie i documenti appartenuti a Vincenzo Galilei; la seconda comprende i manoscritti di Galileo Galilei; la terza sezione possiede alcuni documenti di contemporanei dello scienziato; la quarta conserva i codici di Benedetto Castelli, Bonaventura Cavalieri, Evangelista Torricelli e Vincenzo Viviani, mentre la quinta le carte appartenute all'Accademia del Cimento.

La Raccolta Targioni Tozzetti comprende i manoscritti di Targioni Tozzetti, che entrarono a far parte del patrimonio dalla Biblioteca Nazionale in tempi diversi. Il primo nucleo fu acquistato per la Biblioteca Palatina dal Granduca Leopoldo II nel 1851. Il secondo nucleo, costituito dai manoscritti di Giovanni, Ottaviano e Antonio Targioni Tozzetti, e dalle carte di Pier Antonio Micheli, compreso l'erbario Micheli-Targioni, fu venduto alla Biblioteca Nazionale nel 1894. Le miscellanee della biblioteca Targioni e le opere a stampa dei Tozzetti furono acquistate dalla Magliabechiana nel 1857. L'intera collezione raccoglie accanto a testi di botanica, mineralogia, biologia, geologia, chimica, agricoltura e medicina, anche opuscoli di letteratura, memorie di viaggio ed autografi di personaggi illustri.

La Biblioteca conserva raccolte sette-ottocentesche di piante essiccate, provenienti dai fondi manoscritti degli ordini monastici soppressi tra i secolo XVIII e XIX. Presenta inoltre una coppia di globi (celeste e terrestre), realizzati dal cosmografo veneziano Vincenzo Coronelli nel 1696, dedicati a Guglielmo III d'Orange, re d'Inghilterra.

Emblemi della scienza si trovano anche all'esterno della Biblioteca. Su una delle torrette della facciata (a destra di chi guarda), si trova la statua di Galileo Galilei che sorregge il cannocchiale. Sempre sulla facciata, si trovano una serie di medaglioni dedicati a personaggi famosi. Fra questi, quello di Leonardo da Vinci e ancora di Galileo.

Costruita per volere del Granduca Leopoldo II di Lorena e situata all'interno di Palazzo Torrigiani, la Tribuna di Galileo fu inaugurata nel 1841 in occasione del terzo Congresso degli Scienziati Italiani. L'edificio, progettato dall'architetto fiorentino Giuseppe Martelli, fu eretto in onore di Galileo Galilei e fu pensato come sintesi iconografica della scienza sperimentale. Si tratta di un monumento unico nel suo genere, di un "Santuario scientifico", come lo definì Vincenzo Antinori, allora direttore del Museo di Fisica e Storia Naturale. L'opera presenta un ricco apparato iconografico, con affreschi e bassorilievi che raffigurano gli strumenti, le scoperte scientifiche e gli scienziati che le hanno rese possibili.

In particolare, le sette lunette presentano, con la retorica celebrativa tipica del secolo XIX, lo sviluppo della scienza sperimentale secondo una precisa e lineare sequenza cronologica. Galileo, naturalmente, è al centro del racconto iconografico. La scena si apre con Leonardo da Vinci alla presenza del duca di Milano Ludovico Sforza; prosegue, nella seconda lunetta, con Galileo mentre dimostra la legge di caduta dei gravi; nella terza vediamo lo scienziato pisano intento ad osservare la lampada del Duomo di Pisa; nella quarta mentre presenta il telescopio al Senato di Venezia; nella quinta Galileo, ormai cieco e anziano, che conversa con i discepoli; nella sesta una seduta sperimentale della galileiana Accademia del Cimento; nella settima, infine, la conclusione logica del percorso: Alessandro Volta che mostra a Napoleone l'esperimento della pila di Volta.

Al centro dell'emiciclo della Tribuna è collocata la statua del grande scienziato pisano scolpita da Aristodemo Costoli. Ai lati erano esposti alcuni strumenti scientifici di Galileo e dell'Accademia del Cimento, oggi conservati presso l'Istituto e Museo di Storia della Scienza di Firenze.

Il vestibolo della Tribuna è coperto da una lanterna in vetro e ghisa (il vetro oggi è sostituito con plexiglas), che costituisce uno dei primi modelli fiorentini di architettura a struttura metallica ed un esempio di sintesi fra scienza, tecnologia e industria artistica del ferro.

Ubicata sulle colline di Arcetri, vicino alla Villa "Il Gioiello" dove Galileo Galilei passò i suoi ultimi anni di vita, la Torre del Gallo fu, verso la fine dell'Ottocento, luogo dedicato alla memoria dell'illustre scienziato pisano.

Nel 1872, dopo vari passaggi dinastici, la Torre fu acquistata dal conte Paolo Galletti che vi allestì un piccolo museo esponendovi cimeli, busti e ritratti di Galileo.

Nel 1902 la proprietà fu acquistata dall'antiquario Stefano Bardini, che trasformò la torre in un castello neo-mediovale. Il progetto rimase incompiuto e l'edificio fu successivamente abbandonato. Durante la Seconda Guerra Mondiale, l'edificio fu sede dell'Istituto Farmaceutico Militare, poi della Federazione Fascista e, dopo essere stato requisito dalle truppe inglesi, campo di prigionia.

Recentemente sono stati presentati vari progetti di riadattamento che vorrebbero conferire all'immobile una destinazione culturale e scientifica, con una particolare attenzione rivolta all'astronomia.

In una relazione del 1751, Tommaso Perelli, direttore della Specola di Pisa, aveva indicato la collina di Arcetri come il luogo più adatto per impiantarvi una specola. Tuttavia la sua idea rimase incompiuta. Soltanto nel secolo successivo fu costruito, proprio ad Arcetri, un osservatorio, inaugurato il 27 ottobre 1872. Il trasferimento della ricerca astronomica dalla "Specola" di via Romana, ormai ritenuta inadeguata per l'infelice posizione, alla collina di Arcetri fu favorito e organizzato dall'astronomo Giovanni Battista Donati. Il luogo ha un evidente significato simbolico, essendo legato alla memoria di Galileo Galilei che, proprio ad Arcetri, nella villa "Il gioiello", trascorse gli ultimi anni della sua vita.

Il nuovo Osservatorio dipendeva dall'Istituto di Studi Superiori. Alla fine del secolo XIX, l'osservatorio subì una ristrutturazione e ne fu migliorata l'attrezzatura strumentale. Antonio Abetti, nominato direttore, provvide a un completo restauro degli strumenti. Nel 1920 suo figlio Giorgio fu incaricato dell'insegnamento di Astrofisica. Le Officine Galileo, nel 1924, costruirono una Torre Solare, inaugurata l'anno successivo, che consentiva di effettuare avanzati studi di fisica solare. Nel 1954 successe alla direzione dell'Osservatorio Guglielmo Righini, con il quale nasce ad Arcetri la Radioastronomia solare. Nel 1956 fu installato il primo radiotelescopio. Negli ultimi decenni, la ricerca in Arcetri è proseguita a livelli di eccellenza nei vari settori dell'astronomia e dell'astrofisica utilizzando anche strutture astronomiche situate all'estero e gestite dall'Osservatorio fiorentino.

La collezione storica di apparati astronomici comprende, tra i vari strumenti, telescopi (di notevole importanza quello di Giovan Battista Amici), orologi a pendolo e obiettivi astronomici. La maggior parte dei testi antichi e dei documenti d'archivio sono stati affidati in deposito all'Istituto e Museo di Storia della Scienza.

L'Osservatorio dispone di un'aula didattica attrezzata con sistemi di proiezione, macchina per visualizzare i raggi cosmici, calcolatori, spettroscopio, sistema planetario in scala, carte del cielo. Gestisce inoltre, in collaborazione con la Fondazione Scienza e Tecnica e l'Istituto e Museo di Storia della Scienza, il planetario della città di Firenze.