Dedicat principalment a les ciències físiques, és dividit en cinc àrees principals: un planetari; sales d’òptica, mecànica, percepció, informàtica, astronomia i astronàutica; un espai dedicat a exposicions científiques itinerants; un auditori i un observatori astronòmic; i una estació meteorològica. Hi ha també un submarí de butxaca. La seva funció didàctica es complementa amb la possibilitat d’experimentar amb els aparells i dispositius exposats. Hom hi celebra simposis, congressos i cursos relacionats amb cadascuna de les àrees. El museu convoca anyalment concursos per a articles de divulgació científica, projectes d’experiments, etc. L’any 2002 el museu de la Fundació ‘la Caixa’ inicià una nova etapa amb el trasllat a la seu provisional del Palau Macaya de Barcelona, a causa de les obres de reforma i ampliació de la seu habitual, al peu del Tibidabo, que en multiplicà per quatre la superfície. S'obrí de nou al públic al mes de setembre del 2004 rebatejat amb el nom de Cosmocaixa .