L'idea dell'istituzione di un museo che promuovesse a livello provinciale la cultura scientifica nacque sul finire degli anni '90 del Novecento e si concretizzò nella collaborazione tra la nuova provincia di Prato e l'Istituto Geofisico Toscano. Nel 1999 la provincia acquisì una delle maggiori collezioni italiane di meteoriti, tectiti ed impattiti, la collezione Cardini, costituita da ben 130 campioni, a cui si è aggiunta una cospicua raccolta di circa 1500 campioni di minerali. Le due collezioni sono tuttora in corso di ampliamento, tramite acquisizioni mirate ed attività scientifiche, tra cui si ricorda la spedizione nel deserto libico del 2001, che la provincia stessa cofinanzia assieme all'Università di Firenze e all'Istituto Geofisico Toscano.

Tra i pezzi più pregiati si possono ammirare un'impressionante meteorite metallica di ben 272 kg (Nantan) e uno dei campioni di brasilianite, ritenuto dagli esperti il più bello di questa specie a livello mondiale.

L'esposizione, inaugurata il 19 marzo 2005, ha sede nei locali dell’antica caserma dei vigili del fuoco, restaurati per l’occasione. Il museo, che ha già pubblicato il proprio sito web nel quale è esposta parte delle collezioni in un catalogo on-line, si caratterizza per un avanzato uso delle tecnologie multimediali, finalizzate a coinvolgere i visitatori in modo interattivo, ampliando, nello stesso tempo, il pubblico di riferimento.