La struttura museale è costituita da due sedi: il Museo Civico di Scienze Naturali, allestito in un’ampia struttura di impianto razionalista realizzata fra il 1975 ed il 1978 nella zona settentrionale della città, e dalla Specola Astronomica Cidnea, sita entro il perimetro fortificato del Castello di Brescia. Al museo è collegato, tramite un passaggio coperto, un ambiente esterno, che ospita l’auditorium, aggiunto nel 1981. Alla specola è annessa una piccola sala didattica ricavata dal riutilizzo dell’abitazione del custode, la cui gestione è stata parzialmente affidata nel 2003 al Museo Civico di Scienze Naturali.
Il museo raccoglie collezioni di mineralogia, botanica, zoologia e preistoria. La specola ospita l’osservatorio astronomico con il telescopio e un nuovo macchinario rappresentativo del sistema solare e della volta celeste.