Sbírka astronomie
se utvářela rovnoměrně od r. 1910, počínaje darem Františka Fialy,
zakladatele geodetické skupiny muzea. V 50. a 60. letech byla převzata
kolekce klementinské hvězdárny a několik dalších sbírek. Astronomické
přístroje ve sbírce pochází z 16. – 20. st., jeden dokonce
z 15. st. Jedná se o přístroje, které byly využívány
v minulosti při astronomických měřením a dále demonstrační
předměty k výuce a znázornění o uspořádání vesmíru.
Celkový počet přístrojů je 407, z toho 174 dalekohledů a
139 slunečních hodin. Sbírka je rozčleněna na jednotlivé fondy: gnómonika, měření úhlů, modely vesmíru,
dalekohledy, obrazy a různé. Mezi unikáty sbírky patří pozdně gotický
astroláb z poloviny 15. st., přístroje Erasma Habermela z přelomu 16. a
17. st. NTM vlastní světově proslulou vývojovou řadu astrometrických
přístrojů, na jejímž počátku jsou dva tzv. tychonské sextanty
z doby působení Tychona Brahe a Johannese Keplera na rudolfinském dvoře
v Praze. První z nich je od Josta Bürgiho, kolem r. 1600, druhý
vyrobil E. Habermel v Praze r. 1600. Řada pokračuje dvěma kvadranty
z 18. st., celokruhovými přístroji (altazimut, pasážník) z 19.
st. a je zakončena Zeissovým dalekohledem z počátku tohoto století.
Kromě vynikající kolekce slunečních hodin 16. – 19. st. má muzeum
i kabinetní orloj od P. Engelberta Seigeho z konce 18. st.