Helsingin yliopistolla on ollut merkittävä rooli Suomen museolaitoksen synnyssä. Jo Kuninkaallisessa Turun akatemiassa oli erilaisia kokoelmia, ja Suomen Kansallismuseon perustana olivat yliopiston historiallis-kansatieteelliset kokoelmat. Nykyisen Tiedemuseo Liekin juuret ovat 1900-luvulla perustetuissa museoissa.
Suomen museolaitoksen alkujuuret ulottuvat Kuninkaallisen Turun akatemian kokoelmiin. Jo 1600-luvulla alettiin hankkia akatemian kirjaston seinille muotokuvia professoreista ja kanslereista, ja 1700-luvulla erilaiset opetuskokoelmat kuten luonnontieteelliset näytteet, karttapallot ja rahakokoelmat alkoivat karttua. Sanaa museion (kreikka) tai museum (latina) käytettiinkin antiikissa tarkoittamaan koulua ja kirjastoa – se viittaa taiteiden ja tieteiden jumalattariin, muusiin.
Akatemian kokoelmiin saatiin aineistoa sekä lahjoituksina että ostamalla. Luonnonhistoriallisen kokoelman perusta oli anatomian professori Spöringin mineraalikokoelma, jonka akatemia osti 1749. Akatemian eri tahoilta saamista mitali- ja rahalahjoituksista muodostettiin 1761 numismaattinen kabinetti. Kulttuurihistoriallisen kokoelman pohjana olivat Laihian kappalaisen Israel Reiniuksen lahjoittamat Pohjanmaalta talteen otetut muinaisesineet.
Akatemian muotokuvakokoelman eli Galleria Academican ensimmäinen teos oli kenraalikuvernööri kansleri Per Brahen muotokuva, jonka hän lahjoitti 1652. Suomen muotokuvamaalauksen uranuurtajana pidetty Jochim Neiman ikuisti suuren määrän professoreita 1650- ja 1660-luvulla. Melkein kaikki muotokuvat kuitenkin tuhoutuivat tulipaloissa 1738 ja 1827.
Turun keisarilliseen akatemiaan perustettiin 1811 museoinspehtorin virka. Se oli Suomen ensimmäinen museovirka. Viranhaltijan ensisijaisena tehtävänä oli huolehtia ja vastata luonnonhistoriallisesta museosta, jonka yhteydessä oli myös kansatieteellinen kabinetti ja rahakabinetti. Turun palossa 1827 kokoelmia tuhoutui paljon, mutta Raha- ja mitalikabinetista pelastui melko suuri osa Akatemiatalon raunioihin hautautuneena. Kokoelmia alettiin kartuttaa uudelleen sekä lahjoituksin että ostoin. Esimerkiksi 1840-luvulla Raha- ja taidekabinettiin ostettiin Alexander Lauréuksen maalauksia, jotka kuuluvat edelleenkin yliopiston taidekokoelmiin. Uuteen 1832 valmistuneeseen yliopistorakennukseen Helsinkiin oli varattu runsaasti tilaa eri kokoelmille.
Arkeologiset ja kansatieteelliset kokoelmat saivat 1849 oman esimiehen ja nimen Ethnographiskt Museum. Muinaistieteelliset löydöt ympäri Suomen suuriruhtinaskuntaa otettiin talteen yliopiston kokoelmiin ennen Muinaistieteellisen toimikunnan, nykyisen Museoviraston, perustamista 1880-luvulla.
Yliopiston kokoelmia pidettiin 1850-luvulta lähtien kerran viikossa yleisölle avoimina yliopiston päärakennuksessa. Näitä kokoelmia olivat raha- ja mitalikokoelma, kansatieteellinen museo, fysiikan kabinetti, eläintieteellinen museo, anatominen museo luukokoelmineen ja mineraalikabinetti. Myös Observatorion instrumenttikokoelmaa pidettiin yleisölle avoinna. Kansatieteellinen museo ja mineraalikabinetti muuttivat uuteen Arppeanum-rakennukseen 1869, historian professori Zachris Topeliuksen esimieskaudella. Topelius kehitti näyttelyä ja museota, ja hänen aikanaan sen nimeksi vahvistettiin historiallis-kansatieteellinen museo – joka useimmiten lyheni muotoon Historiallinen museo. Museon kokoelmissa oli kansatieteellistä esineistöä niin Suomesta kuin eri puolilta maailmaakin, kirkollisia esineitä ja muinaislöytöjä.
Yliopiston kokoelmista puhuttiin 1800-luvulla useampaan otteeseen julkisuudessa Kansallismuseo-tyyppisenä museona. Valtiollisen Kansallismuseon perustamista alettiin varsinaisesti puuhata yliopiston aloitteesta 1880-luvulla, kun yliopiston tilat alkoivat käydä liian ahtaiksi kokoelmille. Uusi Kansallismuseo perustettiin 1893 yhdistämällä yliopiston historiallis-kansatieteellinen museo, Muinaismuistoyhdistyksen kokoelmat ja ylioppilasosakuntien kansatieteellinen museo. Kaikki ne liittyivät jollakin tavalla yliopistoon, sillä yliopiston tutkijoiden keräämiä muinaismuistoyhdistyksen kokoelmia oli säilytetty ylipistolla, ja ylioppilaat luonnollisesti ovat osa yliopistoyhteisöä. Yliopiston kokoelmat ovat siis Suomen Kansallismuseon ja suomalaisen museotoiminnan perusta ja kivijalka.
Suomen kansallismuseo avattiin yleisölle 1916 uudessa rakennuksessa. Yliopiston omistukseen jäivät vielä luonnontieteelliset kokoelmat. Raha- ja mitalikabinetti annettiin 1920 Kansallismuseon hoidettavaksi, mutta sen omistusoikeus siirtyi Helsingin yliopistolta Kansallismuseolle vasta 2022.
Helsingin yliopistolla on Kansallismuseon perustamisen jälkeenkin ollut museoita, vaikka yliopiston kulttuurihistoriallisen perinnön kartuttaminen loistikin poissaolollaan monia vuosikymmeniä.
Vanhin nykyisistä yliopiston museoista on LUOMUS eli Luonnontieteellinen keskusmuseo. Sen kokoelman perustan muodostavat Societas pro Fauna et Flora Fennica -seuran 1858 Helsingin yliopistolle lahjoittamat näytteet. Nykyään nämä luonnontieteelliset kansalliskokoelmat karttuvat pääasiassa tutkimushankkeiden ja -retkien sekä lahjoitusten myötä. Museon kasvitieteellisen kokoelman vanhimmat näytteet ovat Turun palolta pelastuneita kasvinäytteitä 1600- ja 1700-luvulta. Museossa on myös professori Evert Julius Bonsdorffin 1800-luvulla keräämä anatominen luukokoelma. LUOMUS perustettiin 1988 yhdistämällä eläin-, kasvi- ja geologian museot sekä ajoituslaboratorio. Se ylläpitää ja hoitaa Suomen luonnontieteellisiä kansalliskokoelmia, jotka käsittävät yhteensä toistakymmentä miljoonaa näytettä.
Helsingin yliopistomuseo perustettiin 2003 yhdistämällä useita yliopiston pieniä museoita. Päämääränä oli Luonnontieteellisen keskusmuseon rinnalle perustettava museokokonaisuus esittelemään tieteen ja tutkimuksen historiaa. Yhdistetyt museot olivat Lääketieteen historian museo, Hammaslääketieteen museo, Eläinlääketieteen historian museo, Käsityönopettajakoulutuksen kokoelmat ja Helsingin yliopiston museo. Alla esiteltyjen museoiden pohjalta syntynyt uusi museo toimi Arppeanumissa 2014 saakka. Siitä eteenpäin museon näyttelytilat ovat sijainneet yliopiston päärakennuksella.
Lääketieteen historian museo perustettiin 1937. Museon kokoelmat olivat esillä päärakennuksen ylimmässä kerroksessa, mutta ne tuhoutuivat Helsingin pommituksissa helmikuussa 1944. Suomen Lääkäriliiton aloitteesta ryhdyttiin 1955 ajamaan uuden museon perustamista yliopiston yhteyteen. Museota varten kerätystä esineistöstä melko suuri osa on peräisin yleisistä sairaaloista ja lääninlasareteista ympäri maan. Museo avattiin Kirurgisen sairaalan piharakennuksessa yleisölle 1970, ja tutustuminen lääketieteen historiaan oli pitkään osa lääkärin opintoja.
Hammaslääketieteen museo perustettiin 1979 hammaslääketieteen laitoksen muuttaessa Fabianinkadulta Ruskeasuolle. Aluksi museon kokoelma karttui pääosin yliopiston hammasklinikalta peräisin olevalla esineistöllä, mutta vuosien varrella museo sai runsaasti lahjoituksia yksityisiltä hammaslääkäreiltä. Museon näyttely avattiin Ruskeasuon hammasklinikalla 1982.
Suomen Kunnaneläinlääkäriliitto perusti Eläinlääketieteen historian museon täyttäessään 50 vuotta 1973. Suomen Eläinlääkäriliitto huolehti kokoelmista, kartutti esineistöä ja luovutti uudistetun museon 100-vuotisjuhlallisuuksissaan 1992 silloiselle Eläinlääketieteelliselle korkeakoululle, joka vuodesta 1995 on ollut Helsingin yliopiston eläinlääketieteellinen tiedekunta. Museo sijaitsi Hämeentien varrella olleessa Eläinlääketieteellisen korkeakoulun rakennuksessa, josta tiedekunta muutti Viikkiin 2004 ja joka sittemmin purettiin uusien asuinrakennusten tieltä.
Käsityötieteen kokoelmat muodostuivat Helsingin käsityönopettajaopistossa, joka yhdistettiin yliopistoon 1970-luvulla. Kokoelmiin oli koottu käsityönopettajan koulutuksessa tehtyjä harjoitustöitä sekä alaan liittyviä työvälineitä ja tarvikkeita, joista vanhimmat ovat peräisin 1800-luvun puolivälistä. Kokoelmia alettiin kutsua museoksi 1950-luvulla, jolloin ne saivat oman huoneen ja niiden luettelointi aloitettiin.
Yliopistohistoriallisen esineistön, arvokkaiden huonekalujen, taideteosten sekä historiallisten tutkimus- ja havaintovälineiden säilymisen turvaamiseksi perustettiin 1978 Helsingin yliopiston museo. Yliopistolla ei ollut kulttuurihistoriallista museota sataan vuoteen, ja noiden vuosikymmenien aikana kertynyttä aineistoa alettiin uuden museon toimesta pelastamaan talteen. Yliopiston ja tieteen historiaa esittelevä museonäyttely avattiin yleisölle yliopiston hallintorakennuksen kellaritiloissa 1983.
Lisäksi yliopiston Maatalousmuseo toimi Viikissä maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan yhteydessä, kunnes sekin liitettiin osaksi Helsingin yliopistomuseota 2012. Museo oli saanut alkunsa 1900-luvun alussa maanviljelysopin professori Gösta Grotenfeltin keräämistä kokoelmista. Museo sijaitsi Viikin opetus- ja koetilan yhteydessä professori Jussi Paatelan 1938 piirtämässä museorakennuksessa. Kiinteistössä tapahtui vesivahinko 2015, ja museon kokoelmat kärsivät sen seurauksena pahoin homeesta. Ydinosa kokoelmasta saatiin pelastettua ja puhdistettua, ja se lahjoitettiin Suomen maatalousmuseo Sarkaan 2018. Pieni osa kokoelmasta jäi Yliopistomuseon yhteyteen, kuten esimerkiksi Anton Ravander-Rauaksen eläinveistokset.
Helsingin observatorio rakennettiin vuosina 1831–34. Rakennuksen suunnittelivat arkkitehti Carl Ludvig Engel (1778–1840) ja tähtitieteen professori F.W.A. Argelander (1799–1875). Engel oli joitakin vuosia aiemmin suunnitellut Turkuun Vartiovuorelle uuden observatorion, jonka Argelander sitten viimeisteli havaintokuntoon. Observatoriorakennus ja sen irtaimisto säästyivät Turun palossa 1827.
Turun palon jälkeen yliopisto muutti Helsinkiin, ja uuteen pääkaupunkiin tarvittiin myös uusi observatorio. Argelander oli löytänyt rakennukselle sopivan paikan Ulricasborgin vuorelta (nykyiseltä Tähtitorninmäeltä). Observatoriolta tuli olla esteetön näköala taivaalle, mutta rakennuksen tuli myös näkyä hyvin kaupungin satamaan. Observatorion keskitornin mastosta pudotettiin nimittäin joka päivä tasan kello 12 aikamerkkipussi, josta Eteläsataman laivat kykenivät tarkistamaan kronometrinsä. Oikea aika oli välttämätön edellytys laivojen navigoinnille.
Turun palossa säilyneet kaukoputket ja muut havaintovälineet siirtyivät yliopiston muuton mukana Helsinkiin ja löysivät paikkansa uudesta observatoriosta.
Engel halusi suunnitella uudesta observatoriosta "kaupungin kaunistuksen". Siitä tulikin Helsingin kaupunkikuvaa hallitseva rakennus, joka muodosti kaupungin uuden pohjois-etelä - suuntaisen pääkadun, Unioninkadun, eteläisen päätepisteen.
Vaativaa rakennuksen suunnittelusta teki uusi havaintotekniikka. Kiinteälle jalustalle asetettava, eri puolille suunnattava linssikaukoputki vaati suojakseen kääntyvän tornin, jossa oli havaintoaukko. Helsingin observatorion katolle tuli peräti kolme kääntyvää havaintotornia. Engelin suunnittelema Helsingin observatorio oli 1839 esikuvana Venäjän pääobservatoriolle Pulkovassa. Siitä puolestaan otettiin mallia observatorioille eri puolilla maailmaa.
Observatorion puutarhaan valmistui vuonna 1890 kansainvälistä Carte du Ciel –projektia varten pihatorni, jonka kaksoisrefraktoria käytettiin valokuvausteleskooppina. Tornin suunnitteli Gustaf Nyström (1856–1917). Rakennuksessa ollutta pimiösiipeä jatkettiin 1901 havaintopaviljongilla, johon pystytettiin kiinteä taivaannapaan suunnattu valokuvausputki.
Observatoriota on peruskorjattu useassa vaiheessa. Vuoden 1944 suurpommitusten seurauksena mm. valokuvausteleskoopin torni vaurioitui pahoin, mutta Observatorio säästyi pahoilta vaurioilta.
Kaupungin kasvaessa sen valot ja pöly haittasivat yhä pahemmin tähtitieteellisiä havaintoja. Havaintotoiminta keskittyikin ensin 1970-luvulla Kirkkonummen Metsähoviin, sen jälkeen kansainvälisiin havaintokeskuksiin (mm. Kanarian saarilla ja Chilessä) ja havaintosatelliitteihin.
Observatorion valtauksessa 1969 opiskelijat vaativat rakennusta kokonaan opetuksen ja tutkimuksen käyttöön. Näin tapahtui ja Engelin rakennukseen suunnittelema professorin virka-asunto muutettiin kirjasto- ja työtiloiksi. Itäiseen pihasiipeen sisustettiin vahtimestarin asunto ja länsisiipi muutettiin instrumenttien valmistus- ja korjauspajaksi. Observatorion 150-vuotisjuhlan kunniaksi 1984 luentosalia, itä- ja länsirotundaa sekä torneja kunnostettiin ja meridiaanisalista tehtiin näyttelytila.
Tähtitieteen laitos lopetettiin vuonna 2010 yliopiston uudistusten seurauksena. Tällöin fysiikan laitoksen yhteyteen Kumpulan kampukselle perustettiin Geofysiikan ja tähtitieteen osasto. Nykyisin tähtitieteilijät tekevät tutkimusta Kumpulassa Alkeishiukkasfysiikan ja astrofysiikan osastolla. Observatoriorakennus peruskorjattiin 2011–2012.
Nykyisin rakennuksessa toimii Tiedemuseo Liekin tähtitieteen yleisökeskus, joka on avoinna kaikille avaruudesta ja tähtitieteestä kiinnostuneille. Observatorio pyrkii erityisesti herättämään lasten ja nuorten mielenkiintoa luonnontieteitä kohtaan.
Helsingin yliopiston Piirustussalin historia ulottuu 1700-luvulle. Eurooppalaisissa yliopistoissa oli ollut 1600-1700-luvuilta lähtien erilaisia harjoitusmestareita käytännön taitojen opetusta varten. Akateemista koulutusta oli tapana täydentää muun muassa miekkailulla, ratsastuksella, musiikilla, tanssilla ja piirustuksella. Piirustusopetuksen alkamisen ajankohta on kuitenkin tulkinnanvarainen, sillä piirustustaide tuli yliopiston piiriin jo 1600-luvulla Kuninkaallisen Turun akatemian kaivertajien myötä.
Ensimmäinen piirustuksen opetusta antanut taiteilija, tukholmalainen Johan Oppenort toimi Helsingin yliopiston edeltäjässä, Turun akatemiassa jo lukuvuonna 1708-1709, mutta Suuri Pohjan sota ja sitä seurannut ajanjakso aiheutti toimintaan vuosikymmenten katkoksen.
Yhtäjaksoisesti piirustusta on opetettu yliopiston opiskelijoille vuodesta 1748. Aluksi opiskelijat maksoivat opetuksensa itse. Piirustusmestari alkoi saada vuosipalkkaa vuodesta 1803 lähtien. Piirustusmestarin toimi vakiintui Helsinkiin muuton jälkeen 1830-luvulla. Helsinkiin siirryttyään yliopiston piirustussalilla opetti Pehr Kruskopf, jota seurasi hänen oppilaansa Magnus von Wright. Piirustussalin tiedetään tuolloin sijainneen Keisarillisen Aleksanterin yliopiston uudessa, Carl Ludvig Engelin suunnittelemassa päärakennuksessa.
Piirustussali muutti vuonna 1870 uuteen, Senaatintorin laidalla sijaitsevaan Arppeanum-rakennukseen, joka rakennettiin yliopiston harjoitussaleja, kulttuurihistoriallisia kokoelmia ja kemian opetusta varten. Tuolloin opettajaksi palkattiin Pariisissa oppinsa saanut Adolf von Becker, joka edusti modernia taidenäkemystä ja järjesti opetuksen ulkomaisten esikuvien mukaan. Hän sai myös paljon oppilaita. Yksi heistä oli Albert Edelfelt, joka opiskeli filosofisessa tiedekunnassa ja sai samalla piirustuksen perusopetusta. Adolf von Becker antoi opetusta myös yliopiston ulkopuolisille henkilöille ja perusti oman yksityisakatemiansa Piirustussalin tiloihin. Myös naisopiskelijat olivat tervetulleita sinne lukukausimaksua vastaan. Von Beckerin yksityisoppilaisiin kuuluivat muun muassa Helene Schjerfbeck, Helena Westermarck ja Maria Wiik.
Piirustussalin tilat vaihtuivat 1800-luvun lopulla tiuhaan, kunnes uusi harjoitussalirakennus nousi yliopistokortteliin Fabianinkatu 33:een. Päärakennuksen laajennusosa valmistui samaan kortteliin vuonna 1937, ja Piirustussali siirtyi sen ylimpään kerrokseen. Nykyisiin tiloihin Porthania-rakennukseen se muutti vuonna 1956.
Piirustussalin opettajina ovat toimineet monet merkittävät suomalaiset taiteilijat kuten Fredrik Ahlstedt, Eero Järnefelt, Väinö Blomstedt, Erkki Kulovesi ja Åke Hellman. Piirustussali on tarjonnut taiteen perusopetusta Suomen taideyhdistyksen piirustuskoulun rinnalla usealle suomalaiselle kuvataiteilijalle.