Na stałą część ekspozycji składają się zabytkowe wnętrza takie jak Libraria (biblioteka), Stuba Communis (dawna jadalnia), skarbiec, pokoje profesorskie oraz Aula (zawierająca cenny zbiór malarstwa). Również przez cały czas dostępna jest wystawa interaktywna pod tytułem Nauki dawne i niedawne.

Zbiór instrumentów naukowych Muzeum UJ liczy ponad 2000 obiektów i obejmuje eksponaty z większości dyscyplin naukowych. Najcenniejszym eksponatem jest globus jagielloński z około 1508 roku, na którym po raz pierwszy zaznaczono Amerykę. Zbiory malarstwa liczą ponad 1400 obrazów - najstarszy z nich pochodzi z końca XV wieku, najpóźniejsze to współczesne portrety profesorów Uniwersytetu Jagiellońskiego. Muzeum posiada bogatą kolekcję rzeźb, liczącą ponad tysiąc obiektów, pośród których znaczną część stanowią zbiory rzeźby średniowiecznej z terenów Małopolski i Śląska oraz dzieła artystów epoki nowożytnej, w tym również współczesnych. W swoich zbiorach ma również około 5000 grafik, akwarel i rysunków artystów polskich i obcych od XV do XXI wieku. Szczyci się wysokiej klasy kolekcją sztuki zdobniczej (około 7000 obiektów). Instytucja prowadzi warsztaty, zarówno w swoim budynku, jak i online.