Constituído por colecções de cariz etnográfico e técnico-cientifico na área da agricultura, o acervo do Museu Agrícola é formado essencialmente por alfaias e maquinaria agrícola e foi constituído através de recolhas sistemáticas que decorreram essencialmente durante as décadas de 80 e 90, por toda a região de Entre Douro e Minho, com especial destaque para o património da Direcção Regional e Ministério da Agricultura. São de realçar as colecções de transportes e sistemas de atrelagem, as colecções relacionadas com o ciclo produtivo do milho, ciclo do linho, o vinho e a vinha, o leite e os laticínios.
O conjunto de edifícios dos finais do século XIX, no qual o Museu se encontra instalado, merece também ser destacado, enquanto elemento museográfico de grande valor e representatividade, atribuindo às colecções maior significado e favorecendo a sua contextualização.

O Museu é dedicado às ciências fundamentais, cujas exibições têm uma natureza mista, apresentando simultaneamente módulos com um carácter histórico/contemplativo e outros com carácter participativo. Assim, as colecções do Museu contêm peças científicas de valor histórico-documental (das quais a mais antiga é do século XVII) e equipamento laboratorial moderno destinado a ser manuseado pelo visitante.

O património dos Núcleos da Real Fábrica Veiga/Centro de Interpretação dos Lanifícios e da Real Fábrica de Panos inserem-se no âmbito das disciplinas de:
• História - Pré e proto industrialização dos lanifícios, séculos XVII-XVIII, e industrialização dos lanifícios, séculos XIX e XX, a partir da caracterização económica, social, técnica e cultural da Covilhã e da região da Serra da Estrela que deve o seu desenvolvimento à mono-industrialização dos lanifícios;
• Ciência e Técnica – Através dos equipamentos, objectos e ilustrações patentes nas áreas expositivas pretende-se demonstrar processos científicos e técnicos aplicados no âmbito do subsector de actividade têxtil/lanifícios;
• Arqueologia – Na Real Fábrica de Panos conservam-se as estruturas arquitectónicas e arqueológicas postas a descoberto na área das tinturarias oitocentistas, bem como os achados recuperados durante as intervenções arqueológicas realizadas (1986-1992) e integrados na exposição permanente e em reserva. Idêntica situação se verifica no âmbito da intervenção em curso no Núcleo da Real Fábrica Veiga, que permitiu a conservação das estruturas de assentamento das caldeiras de vapor e a sua integração no projecto museológico.

A exposição permanente integra aeronaves, motores, hélices, equipamentos de voo e de navegação, painéis de instrumentos, simuladores, fardamentos, troféus aeronáuticos e vários objectos dos Pioneiros da Aviação Portuguesa. O Museu apresenta também os acervos da TAP e da ANA.

Paleontologia, Estratigrafia, Mineralogia e Petrografia portuguesas. Constituídas por largas dezenas de milhar de exemplares, são consideradas Colecções de referência nacional. Contém representantes das principais formações e grupos fósseis dos períodos compreendidos entre o Câmbrico e o Quaternário, estando parcialmente expostas.
Arqueologia Pré-Histórica. Iniciada com as colheitas de Carlos Ribeiro na região da Ota e Muge (século XIX), corresponde-lhe um acervo de mais de 100 000 peças cobrindo, praticamente, todas as etapas cronológico-culturais entre o Paleolítico e o período Lusitano-Romano.

O acervo do MNS abarca as categorias de pintura, de escultura, de ourivesaria, de mobiliário e de cerâmica. A colecção de pintura é constituída por obras estrangeiras dos séculos XVI, XVII, e XVIII e portuguesas com obras de temática exclusivamente religiosa e que cobrem igual período. Na escultura merecem destaque, além das obras de Jorge Barradas, a importante colecção de marfins como a placa representando a Virgem com o Menino, trabalho indo-português de influência Mongol, de meados do século XVII ou a Sagrada Família Hispano Filipina do século XVII.
A colecção de ourivesaria inclui um conjunto de pratas, de que se destacam as raras serpentinas do início do século XIX ou peças da famosa joalharia Leitão e alguns objectos marcados de Braga. Da colecção de mobiliário, constituída por objectos nacionais e internacionais, destaca-se o “Cassone florentino” com pintura do século XV, bem como um contador indo-português seiscentista.
A cerâmica é composta por porcelana oriental de encomenda e por um conjunto de faianças dos séculos XV, XVI e XVII com alguns objectos notáveis, entre eles, um prato hispano-árabe do século XV-XVI ou os pratos de Aranhões, de faiança portuguesa do século XVII.