В новой экспозиции сохранены все подлинные вещи великого русского ученого. Это письменные принадлежности, которыми Михаил Васильевич Ломоносов пользовался при жизни, его научные приборы и измерительные инструменты, смальта и оборудование для ее создания, а также портреты Петра I, Анны Петровны и Григория Орлова, выполненные в технике «вечной живописи», как называл Ломоносов мозаичные работы.
Большинство подлинников было добыто археологами в 1949 году на развалинах усадьбы Ломоносова в Усть-Рудице, где работала его мастерская по производству смальты и созданию художественных композиций из нее и веками жили потомки ученого. Во время проведения археологических работ по инициативе президента Академии наук Сергея Ивановича Вавилова и был создан Музей Ломоносова в Кунсткамере.
Впервые в обновленную музейную экспозицию включены голографическое изображение бюста ученого, а также выполненная в стекле методом лазерной пробивки копия памятника Ломоносову, недавно установленного у входа в НИИ оптико-электронного приборостроения. Практически каждый раздел экспозиции дополнен мультимедийными элементами — тачскринами, информационными киосками и роликами, рассказывающими о самых значимых открытиях Ломоносова.