Sbírka hnacích strojů byla budována již od založení
muzea (1908). Fond je tvořen kolekcí originálních motorů, doplněnou
rozsáhlým souborem funkčních modelů, majících dnes již zpravidla
i historickou hodnotu. Mimoto jsou ve sbírce též modely parních
generátorů, ukázky strojních součástí, důležitých konstrukčních
uzlů, pomocných mechanismů a zařízení k mechanickému rozvodu
energie. Oborově je celý tento sbírkový soubor členěn na větrné motory,
vodní motory, parní motory (pístové parní stroje a turbiny) a spalovací
motory (s vnitřním a vnějším spalováním). Celkem obsahuje asi
350 předmětů. K významným exponátům patří např. kolekce
plynových motorů z 60. a 70. let 19. století – Lenoirův plynový
motor (první továrně vyráběný spalovací motor) a atmosférické plynové
motory Ottovy a Bisschopovy. Z hnacích strojů domácí provenience je
významná především Kaplanova
zkušební turbina, která je prvním exemplářem tohoto typu motoru na
světě, nebo Parsonsova parní turbina, postavená v roce
1902 v První brněnské strojírně. K významným domácím
konstrukcím, dokumentovaným ve sbírce, patří také parní stroj se
Zvoníčkovým rozvodem z roku 1908, vyrobený Česko-Moravskou továrnou
na stroje v Praze.
Sbírka strojírenské technologie je dělena na dvě základní části, věnované ručnímu a strojnímu obrábění. Jádrem sbírky je postupně doplňovaný soubor obráběcích strojů, který svým složením dokládá všechny základní typy obrábění. Nejvíce jsou zde zastoupeny soustruhy. Vedle soustruhů jsou ve sbírce obsaženy frézky, brusky, hoblovky, vodorovné i svislé obrážečky, různé typy vrtaček, obráběcí stroje na ozubení a některé specielní stroje, např. stroj na sekéní pilníků. Vedle skutečných strojů obsahuje sbírka i soubor demonstračních modelů obráběcích strojů. Tyto exponáty jsou doplněny kolekcí obráběcích nožů a nástrojů, různých speciálních přípravků a dalších pomůcek. Sbírka ruční technologie obsahuje ruční nářadí a nástroje, jako jsou vrtačky, různé typy pilníků, škrabek, speciáních nástrojů a podobně. Z časového pohledu tvoří jádro sbírky exponáty z období let 1890 až 1930, které jsou doplněny výrobky, vzniklými v dalším půlstoletí. S tématikou sbírky částečně souvisí fond měření ve strojírenství, který obsahuje mimo jiné dílenská měřidla a kontrolní přípravky. Fond strojírenské technologie obsahuje asi 300 předmětů. Mezi zajímavé exponáty patří například soubor ručního nářadí ze sbírky V. Náprstka nebo kolekce obráběcích strojů se zachovaným transmisním systémem, která vznikla převzetím dochované kovozpracovatelské dílny z počátku 19. století.
Fond tvoří měřící a kontrolní přístroje, užívané při při výzkumu, ve strojírenské výrobě a při provozu strojírenských zařízení. Z tohoto vymezení vyplývá i základní dělení sbírky. Uvnitř těchto tří skupin jsou měřicí přístroje rozčleněny podle měřených veličin (měření teploty, tlaku, rychlosti, geometrických rozměrů, fyzikálních vlastností materiálů a podobně). Nejrozsáhlejší součástí sbírky je kolekce dílenských měřidel a kontrolních kalibrů. Patří sem posuvná měřítka, mikrometry, indikátory, úhloměry, soupravy měrek, orýsovávací pomůcky a různá specielní dílenská měřidla. Provozní měřicí přístroje jsou reprezentovány zejména různými typy a systémy teploměrů, tlakoměrů a vakuometrů, ale i specielními přístroji, jako je třeba analyzátor složení kouřových plynů. Z přístrojů, užívaných při výzkumných pracech jsou ve sbírce zastoupeny například tenzometry, měřiče rychlosti proudění, počítače impulzů a dalšími přístroji. Sbírka obsahuje 80 předmětů.
Přístroje k měření času, které jsou obsahem sbírky, jsou z technického a částěčně i chronologického hlediska členěny na elementární časoměrné přístroje, kolečkové (mechanické) hodiny, hodiny elektromechanické a elektrické. Skupina elementárních časoměrných přístrojů obsahuje sluneční hodiny (ve sbírce je však je několik málo exemplářů, ostatní jsou uloženy v rámci souboru astronomických přístrojů ), vodní, ohňové a pískové (přesýpací) hodiny. Nejrozsáhlejší částí fondu jsou kolečkové hodiny. Ve sbírce je poměrně rozsáhlý soubor věžních hodin různé konstrukce, stáří a provenience. Interiérové hodiny stolní, nástěnné a podlahové reprezentují časově období od konce 16. století až do současnosti. Součástí této skupiny jsou i hodiny tzv. mysteriosní, hodiny s hracími strojky a skupina hodin z produkce černoleských (Schwarzwald) vesnických hodinářů. Rozsáhlá je také sbírka kapesních a přívěskových hodinek. Mezi mechanické hodiny patří také kolekce různých profesních, kontrolních a speciálních hodin. Vedle vlastních mechanických hodin je součástí této skupiny ještě soubor modelů hodinových kroků, vyrobený předním českým mechanikem a vynálezcem 19. století Josefem Božkem. Samostatnou kapitolou jsou hodiny, při jejichž konstrukci byly užity něktré elektrické principy v kombinaci s mechanickým oscilátorem, tak jak byly stavěny od konce minulého století. Poslední část sbírky představují elektronické hodiny, u kterých byl již mechanický prvek zcela nebo téměř zcela vyloučen a které dosahují největší přesnosti.
Celá sbírka obsahuje asi 800 předmětů. Část sbírky je prezentována ve stálé expozici měření času. Nejzajímavějšími exponáty jsou například stolní bicí věžové hodiny, signované Abbeville z roku 1590, kapesní chronometr anglického hodináře J. Emeryho z konce 18. století, astronomické hodiny J. Kosska, krbové mysteriozní hodiny francouzské provenience z 19. století nebo věžní hodiny firmy Kretschmer s Manhardtovým krokem.
Soubor hodinářské technologie byl původně součástí hodinářských sbírek a časem se osamostatnil vzhledem ke svému rozsahu a s přihlédnutím k významu, který měla hodinářská technologie pro rozvoj strojírenství v 18. a 19. století. Sbírka v počtu asi 200 exponátů obsahuje celou škálu stolních hodinářských obráběcích strojků, například soustruhů, fréz a dělicích přístrojů na ozubení, speciálních strojků jako finýrek, rollerů, plantherů, zaběráků, lisů na vsazování ložiskových kamenů, čakanů, razidel na zmenšování otvorů, pomůcek a přípravků na nejrůznější hodinářské operace (pěchování a zapouštění otvorů, zavrtávání a leštění čepů) a různých měrek. Vedle strojků a nářadí jsou obsahem sbírky také ukázky technologie řezání a opracování ložiskových kamenů, kolekce součástí kapesních hodinek a postupy výroby některých celků, např. pouzder kapesních hodinek. K cenným exponátům patří historické hodinářské soustruhy a frézky z počátku 19. století ručně poháněné pomocí smyčce.
Fond neelektrického osvětlení je kolekcí 350 exponátů, které dokumentují různé způsoby osvětlování, užíváné před zavedením elektrického světla a částečně ještě také souběžně s ním.
Počátek osvětlovací techniky představují železné závěsné koše na hořící polena a držáky loučí. Dále následují svícny nejrůznějších tvarů a z nejrůznějšího materiálu. Pro svíčky byly také určeny různé ruční přenosné svítilny a lucerny. Další skupinou jsou olejové kahany a lampy. Rozsáhlou skupinu tvoří lampy petrolejové v provedení stolním nebo závěsném a s různými mechanismy pro posunování plochého nebo válcového knotu. Tyto lampy se často vyznačují velmi zajímavým tvarovým řešením. Další částí sbírky jsou lampy lihové a lampy na některé další druhy kapalných uhlovodíků. Poslední skupinou svítidel jsou lampy plynové, zastoupené převážně interiérovými lampami a lustry, ale doplněné i několika venkovními plynovými lucernami. Vedle vlastních svítidel jsou součástí sbírky i různé pomocné předměty a vybavení, například kratiknoty, různé typy zapalovadel, voskové sloupky, žárové punčošky a ovládací armatura plynových lamp.
Fond zábrana úrazu vznikl zároveň se založením technického muzea jako reakce na tehdejší aktuální snahu zvýšit bezpečnost práce jednak zaváděním různých přídavných bezpečnostních zařízení na stroje, které způsobovaly nejvíce úrazů, a také intenzivní propagací bezpečnostních zásad a pravidel. Muzejní expozice se tak měla stát prostředkem k osvětě dělnictva a veřejnosti v tomto směru.
Sbírka obsahuje převážně v modelovém měřítku různé pracovní stroje vybavené přídavným zařízením, které má zabránit vzniku úrazu. Jedná se především o různé úpravy kružních pil, dřevoobráběcích strojů, lisů, strojů s velkými pohyblivými součástmi jako jsou setrvačníky a klikové mechanizmy, strojní nůžky a podobně. Vedle těchto modelů jsou obsahem sbírky i různé osobní ochranné pomůcky a některé propagační a výstražné plakáty.
Původ exponátů je časově ohraničen obdobím první poloviny 20. století. Je to dáno tím, že současné stroje jsou již konstruovány s ohledem na přísné předpisy o bezpečnosti práce a žádná další přídavná zařízení tohoto typu nepotřebují. Sbírka obsahuje asi 140 exponátů.