Fondato nel 1882 con il nome di Regia Scuola Agraria di Pomologia e Orticoltura, aveva sede nell'edificio delle Pavoniere. La scuola ricevette in uso dal Comune di Firenze una porzione dell'attuale azienda agraria, successivamente ampliata. Nel 1931 la Scuola Agraria divenne Istituto Tecnico Agrario e cinque anni più tardi si spostò nell'attuale sede. Oltre alle collezioni attualmente possedute, l'Istituto sta acquisendo una donazione di minerali della Toscana, offerti dal Gruppo "Amici Mineralogisti Fiorentini", e una collezione di fotografie storiche naturalistiche, libri e preparati donata da un privato. Le varie collezioni daranno vita al Museo della Didattica in Agricoltura.

La collezione naturalistica (circa 4.200 reperti dei secoli XIX e XX) è suddivisa in più sezioni: botanica (modelli in gesso di fiori e funghi, erbari e campioni); zoologica (preparati in alcool e naturalizzati di invertebrati, pesci, anfibi, rettili, mammiferi e uccelli impagliati); anatomica (modelli in gesso di parti anatomiche e uno scheletro umano); geo-mineralogica (minerali e rocce); paleontologica (fossili di provenienza prevalentemente toscana). Di particolare importanza, nella sezione botanica, la collezione storica di modelli di ortaggi, pomacee e drupacee; i modelli in gesso e resina, realizzati da Francesco Garnier Valletti, furono acquistati dall'Istituto nel 1888, mentre quelli in cera, risalenti ai primi del Novecento, sono opera di Vincenzo di Majo.

La collezione tecnico-scientifica agraria (circa 456 reperti dei secoli XIX e XX) comprende strumenti di agronomia, fisica, chimica, topografia, meteorologia e modelli di costruzioni. Di particolare rilievo alcuni modelli di tipologie diverse di coltivazioni e un plastico in gesso che rappresenta le colonie italiane durante il Ventennio Fascista.

La collezione botanica è composta da circa 100 piante storiche coltivate in serra.

La spermoteca comprende una raccolta di semi agrari di specie prevalentemente europee, in parte conservati in cassette originali, una raccolta di piantine di olivo al naturale e una di olive in alcool. La collezione, in attesa di sistemazione, è visitabile su richiesta.

Le raccolte sono esposte in armadi di legno originali, collocati in sei sale al primo piano dell'azienda agraria; una stanza è adibita a deposito (il "fruttaio"). Le due serre contengono le piante storiche e altre destinate allo studio e alla vendita.

La Biblioteca dell'Istituto (circa 12.000 volumi) conserva archivi storici, un fondo con volumi dal secolo XVI e opere moderne di consultazione.