Il Museo della Specola di Palermo si trova sulla sommità di Palazzo dei Normanni. Esso racchiude oltre due secoli di vita di questa istituzione, mostrandone le principali fasi del suo sviluppo storico attraverso la grande varietà di strumenti della collezione museale. È un modo utile ed interessante di "leggere" il passato, che offre nuove prospettive e consente attente valutazioni storiche. 
È presente una ricca collezione di strumenti astronomici, orologi, strumenti meteorologici e topografici, apparati di fisica e di geomagnetismo. La collezione è ospitata nei locali dell'antica Specola palermitana, fondata nel 1790, e raccoglie il patrimonio strumentale accumulatosi nel corso degli oltre duecento anni di attività dell'Osservatorio.
Gioiello della collezione è il celebre Cerchio di Ramsden, strumento unico per tipologia e qualità, col quale Giuseppe Piazzi scoprì nel 1801 il primo asteroide, Cerere. Lo strumento è stato restaurato e ricollocato nella sua posizione originaria, nella stanza circolare.
Correda la collezione una galleria di ritratti di astronomi, alcuni dei quali eseguiti da Giuseppe Velasco ai primi dell'Ottocento.

Il Museo è stato inaugurato nel 2001, dopo un accurato restauro che mirava a ripristinare per quanto possibile l’aspetto originario del nucleo più antico dell’Osservatorio astronomico di Palermo, l’antica Specola Panormitana. Le collezioni, insieme all’archivio e alla biblioteca storici, rispecchiano la storia e l’attività di ricerca nel corso dei secoli: oggi appartengono all’Università di Palermo e sono gestite in convenzione dall’INAF-Osservatorio astronomico di Palermo.