Wystawa przybliża zwiedzającym historię astronomii oraz prezentuje cenne obiekty ze zbiorów NTM. Na wystawie można zobaczyć 220 instrumentów i narzędzi astronomów, geometrów, nawigatorów, kalkulatorów i kartografów z XV–XXI wieku.
Na wystawie prezentowana jest najważniejsza kolekcja instrumentów astronomicznych w Republice Czeskiej. W pierwszej części zaprezentowano rozwój tej dziedziny poprzez media. Animowane historie filmowe przybliżają i ilustrują pomiary wykonane za pomocą instrumentów astronomicznych. W części wystawienniczej eksponowanych jest ponad dwieście interesujących instrumentów z XV–XXI wieku, w tym zegary, sekstanty, teleskopy, teodolity i wiele innych. Oprócz oryginałów prezentowane są również przedmioty demonstracyjne, dzięki czemu odwiedzający mają możliwość wypróbowania pomiarów w praktyce. Wśród eksponatów ilustracyjnych znajdują się modele funkcjonalne, takie jak zegar słoneczny, astrolabium, kwadrant, teleskop i planetarium.
Część wejściowa wystawy prezentuje rozwój astronomii i najważniejsze wydarzenia w jej historii. Na początku atrakcyjnym eksponatem jest meteoryt żelazny, który zwiedzający mogą swobodnie dotykać. Na wystawie prezentowana jest także unikatowa kolekcja obejmująca: zegary słoneczne, kątomierze, przyrządy astrometryczne, pomoce rysunkowe i matematyczne, teleskopy oraz urządzenia demonstracyjne. Na wystawie prezentowanych jest 220 instrumentów wykorzystywanych przez astronomów, geodetów, żeglarzy i kartografów od XV do XXI wieku. Jednym z obiektów o kluczowym znaczeniu dla historii nauki jest sekstant Josta Bürgiego z przełomu XVI i XVII wieku. Używał go do obserwacji matematyk cesarza Rudolfa II. Johannes Kepler. Wykorzystał pomiary orbity Marsa do opublikowania praw ruchu planet. W NTM zachowano również sekstant Erasma Habermela, innego wybitnego praskiego mechanika tamtych czasów. Późnogotyckie astrolabium z połowy XV wieku jest najstarszym instrumentem w kolekcji. Wśród pomocy naukowych do pomiaru kątów i nawigacji eksponowane są zarówno stare przyrządy: laska Jakuba, torquetum, kompas, chronometr morski i sekstant lustrzany, jak i urządzenia nowoczesne: tachimetr, dalmierz okołozenitalny i system nawigacyjny GPS służący do określania dokładnego położenia na Ziemi. W kolekcji teleskopów znajduje się kilka interesujących konstrukcji czeskich techników XX wieku, wśród których dominuje koronograf autorstwa Karela Hermanna-Otavskiego. Zegar astronomiczny Engelberta Seige'a z końca XVIII wieku pokazuje ruchy rozgwieżdżonego nieba, Słońca, planet i księżyców, a także kalendarz i dane astronomiczne.