La Domus Galilaeana está ubicada en el antiguo Palazzo della Specola del Estudio en Pisa, el primer observatorio astronómico público de la Toscana, cuya construcción se remonta a 1734-35. El edificio había sido expresamente provisto de una alta torre, construida sobre los restos de otra más antigua, pero en 1826, a causa de su precaria estabilidad, fue demolida. En este complejo se encontraban también parte de la Biblioteca Universitaria y la Sala de Química.
La idea de crear un instituto dedicado a la figura de Galileo Galilei y al estudio de su pensamiento científico nació en previsión de la celebración del centenario del Primer Congreso de Científicos Italianos celebrado en Pisa en 1839. De esta forma, en 1942 fue instituida la Domus Galilaeana.
En el edificio se conservan actualmente 40.000 volúmenes y opúsculos, entre los que destacan, por valor y unicidad, una carta autógrafa de Galileo Galilei con la primera formulación de la ley de la caída de los cuerpos (1604) y diverso material iconográfico relativo al científico pisano; el archivo de Antonio Pacinotti, inventor de la dinamo y del motor eléctrico; la correspondencia de Antonio Favaro, encargado de la monumental edición nacional de las obras de Galileo (1890-1909); y los apuntes dejados por los físicos Enrico Fermi y Ettore Majorana.
A lo largo de su historia, la entidad ha conservado diversos instrumentos científicos por cuenta de otras instituciones, entre los cuales la “maquinita” de Pacinotti, primer modelo de dinamo eléctrica, y la Calculadora Electrónica Pisana (CEP), que luego confluyeron en las colecciones del Museo de los Instrumentos para el Cálculo. El material que actualmente se encuentra en la Domus Galilaeana está estrechamente ligado a los fondos archivísticos presentes, como las “fuentes” para los experimentos sobre la radioactividad inducida de Fermi y los instrumentos fotográficos del astrónomo Pio Emanuelli.