L'origine delle collezioni del Museo Anatomico dell'Università fiorentina risale al Gabinetto Fisiologico, aperto nel 1869 e annesso all'Ospedale di Santa Maria Nuova. Nel 1936 il Gabinetto fu trasferito nella sede attuale, all'interno del complesso ospedaliero di Careggi. Il Museo, oggi, afferisce al Dipartimento di Anatomia, Istologia e Medicina Legale, nato nel 1999 con l'attuale denominazione.

La raccolta museale si articola in quattro sezioni: la collezione osteologica, i preparati anatomici organici, la ceroplastica e la strumentaria anatomica. I reperti della collezione osteologica, risalenti al periodo compreso fra la fine dell'Ottocento e gli inizi del Novecento, sono raccolti in quattordici vetrine e descritti in un catalogo manoscritto. Inoltre, sono presenti scheletri montati databili alla fine del Settecento. La collezione dei preparati anatomici, arricchita nel corso del tempo, deriva dal Museo Fisiologico del Regio Istituto di Studi Superiori. Di particolare interesse la serie dei preparati di Filippo Pacini, Paolo Mascagni e Luigi Paganucci. Una sezione è dedicata ai reperti "pietrificati" di Girolamo Segato. La collezione di ceroplastica raccoglie cere anatomiche e gessi. Da segnalare l'originale della preparazione in cera, in cui sono mostrati i corpuscoli sensitivi del tatto, detti "gangli tattili", che lo scopritore Filippo Pacini commissionò nel 1863 a Remigio Rei, modellatore della scuola della Specola. La strumentaria anatomica comprende cassette contenenti ferri chirurgici e da dissezione. Alcuni reperti conservati nel Museo sono ancora oggi impiegati nell'attività didattica del Dipartimento.

La biblioteca del Dipartimento, infine, conserva un notevole patrimonio librario antico che comprende rare cinquecentine, pregevoli edizioni del Seicento, il catalogo scritto da Pacini nella metà del secolo XIX e un altro catalogo anonimo del Novecento.