Музей расположен в мемориальном здании, в доме Александра Петровича Языкова по ул. Покровской (ныне – Л. Толстого, 67), где в 1876 году по инициативе врача Павла Михайловича Козакевича открылась первая в Симбирске метеорологическая станция. Экспозиция музея рассказывает об истории метеорологических наблюдений в России и Симбирске, о выдающихся ученых-климатологах. Здесь собраны уникальные книги по медицине и метеорологии, инструкции для метеостанций, а также коллекция метеорологических приборов XIX века, воссоздана метеоплощадка, где и сегодня проводятся наблюдения, уроки по метеорологии. Листая таблицы метеонаблюдений, которые собственноручно заполнялись врачом П.М. Козакевичем, можно окунуться в прошлое – в историю нашего края. Какая погода тогда была? Какое значение имели наблюдения за погодой в то время и сейчас? Какие необычные природные явления наблюдались в Симбирске более 100 лет назад? Наверняка, это интересно знать каждому из нас. После масштабной реэкспозиции музея в 2011 году, новая экспозиция включила в себя предметы, пополнившие фонды Музея-заповедника «Родина В.И. Ленина» за последние 10 лет. Впервые музейными средствами рассказывается о деятельности Петра I, М.В. Ломоносова, Д.И. Менделеева в становлении и развитии отечественной метеорологической науки. Более подробно представлена научная работа академика Г.И. Вильда, выдающегося климатолога и географа А.И. Воейкова.