Die Kölner Jesuiten sammelten bereits im 17. Jahrhundert naturwissenschaftliche Instrumente und nutzten diese in ihrem Unterricht an dem zur Artistenfakultät der alten Kölner Universität gehörenden Gymnasium Tricoronatum. In der französischen Zeit Kölns um 1800 erlebte das Kabinett eine Blütezeit und wurde auf bis zu 1.300 Instrumente erweitert. Hier bereitete Georg Simon Ohm seine bedeutende Entdeckung vor, das Ohmsche Gesetz (1827). Vor dem Hintergrund der übergreifenden wissenschaftshistorischen Entwicklung hin zur modernen Naturwissenschaft hat das Kölner Mathematisch-Physikalische Kabinett diesen großen Wandel im Kleinen aktiv mitgestaltet.
Im Fokus der interdisziplinären Studie stehen die wechselvolle Sammlungsgeschichte von der Frühen Neuzeit bis heute, die Ausgestaltung anschaulicher und experimenteller Lehrpraktiken sowie die Objekte selbst, wobei das Kabinett in lokale und überregionale Kontexte eingeordnet wird.