Muzeja eksponāti un diorāmas atspoguļo vēstures un medicīnas notikumu ciešo saistību. Muzeja diorāmās attēlota traumu ārstēšana, brūču pārsiešana, galvaskausa trepanācija un ārstniecības augu izmantošana. Ekspozīcijā iekārtota viduslaiku aptieka un pilsēta, kur parādīta tā laika pilsētnieku sadzīve, slimību diagnostika un ārstēšana.

Muzeja ekspozīcija atspoguļo medicīnas nozares attīstību un ievērojamākos sasniegumus – pirmā operācija ētera narkozē, vakcīna pret bakām, aseptikas un antiseptikas ieviešana. Ekspozīcijā apskatāms profesora Demihova eksperimenta rezultāts – divgalvainais suns, kā arī ekspozīcija, kas atspoguļo kosmosa bioloģiju un medicīnu.