La sala offre un'informazione organica sulle conoscenze geografiche e astronomiche europee tra XVI e XVIII secolo e sui grandi viaggi di esplorazione che furono compiuti in quel periodo. Ma gli oggetti esposti consentono soprattutto di verificare il notevole perfezionamento che si registrò in quel periodo nelle tecniche di raffigurazione cartografica della Terra e del Cosmo, come mostrano gli spettacolari globi celesti e terrestri esposti, costruiti in botteghe di altissima specializzazione, che fiorirono soprattutto nei Paesi Bassi nel Cinquecento e nel Seicento, imponendo la propria produzione in tutta Europa. Questi globi ebbero successo, oltre che per la loro bellezza, perché rappresentavano efficaci modelli didattici e dimostrativi. Nella sala troviamo anche carte geografiche e sfere armillari. Tra queste spicca per la sua eccezionalità la grande "macchina universale del mondo", costruita da Antonio Santucci per Ferdinando I de' Medici. Azionando una manovella disposta su un asse che attraversa la sfera passando per la Terra, era possibile simulare il moto degli astri secondo il modello previsto dal sistema aristotelico-tolemaico.