La apariencia actual del Palacio Real, hogar de las dinastías que gobernaron Pisa en los tiempos modernos, es el resultado de la reconstrucción de finales del siglo XVI, por voluntad de Francesco I de 'Medici, quien decidió abandonar el "Palazzo Vecchio" situado al lado. Iglesia de San Matteo y compre la tierra y las casas en el área entre via Santa Maria, la iglesia de San Nicolás y el río l'Arno. El nuevo palacio es un edificio único con vistas a Lungarno. El único edificio que se había salvado previamente en el sitio era la "Torre de la Vara de Oro" (della Vergadoro), desde la cual se dice que Galileo mostró el cielo nocturno a los Grandes Duques, a través de su telescopio.
Hoy, Palazzo Reale, sede de la Soprintendenza ai Beni Artistici, Paesaggistici e Demoetnoantropologici, también alberga la colección del Museo Nacional de la Superintendencia, instituida en 1989.

Aparte de una colección de armaduras antiguas del Gioco. del Ponte, un evento exclusivo de Pisa, que data de la Edad Media, se celebra todos los años en Ponte di Mezzo, hay muchos retratos de las familias Medici y Lorraine, pintados por artistas famosos como Bronzino e Tempesti. También hay una colección de finos tapices y muebles valiosos que pertenecieron a las familias Medici, Lorraine y Savoy.

Gracias a las donaciones y adquisiciones, el museo posee importantes colecciones relacionadas con áreas particulares: el legado de Ceci, por ejemplo, es un grupo importante de pinturas flamencas e italianas de los siglos XVI al XVIII, muebles antiguos y cerámicas preciosas de Italia. e inglaterra También hay una amplia colección de moldes de yeso y pinturas de Italo Griselli, un importante escultor y retratista italiano de la primera mitad del siglo XX.
El museo también alberga interesantes exposiciones temporales.