Das Diözesanmuseum des Bistums Rottenburg-Stuttgart, 1862 gegründet, besitzt eine bedeutende Sammlung mit Plastiken und Tafelbildern vom 13. bis zum 18. Jahrhundert, wobei die Malerei des 15. und 16. Jahrhunderts einen Schwerpunkt bildet. Die Werke dokumentieren eindrucksvoll die hohe Entwicklung des Kunstschaffens in den damaligen Zentren am Oberrhein, im Bodenseeraum, in Rottweil und Ulm, aber auch in Augsburg und Nürnberg. Herausragende Werke aus romanischer Zeit sind die beiden Bronze-Kruzifixe von Amrichshausen (1120) und Wolpertswende (um 1150).
Die Dauerausstellung auf der Frauenempore der 1998 als Gedenkstätte eröffneten ehemaligen Synagoge erinnert an die jüdische Gemeinde Baisingens, die seit 1596 nachweisbar ist. Bild- und Textdokumente zu der Landsynagoge und zu den jüdischen Familien, die teilweise über viele Generationen hinweg in dem Gäudorf lebten, werden ergänzt durch Genisafunde und weitere Zeugnisse jüdischen Lebens in Baisingen. Die unter Denkmalschutz stehende Synagoge stammt von 1784. Am 10. November 1938 verwüsteten SA-Männer das Innere, später diente die Synagoge als Scheune.
Das Stadtmuseum im Kornhaus zeigt wichtige Exponate aus der 900-jährigen Geschichte Tübingens. Im Erdgeschoss und im ersten Stock werden Wechselausstellungen zu Themen aus der Stadtgeschichte, zu wichtigen Persönlichkeiten und Kunstschaffenden, der aktuellen Stadtentwicklung und zur allgemeinen Kunst- und Kulturgeschichte gezeigt. Im zweiten und dritten Stockwerk wird die Dauerausstellung zur Geschichte Tübingens als ein "stadthistorischer Spaziergang" präsentiert. Sie folgt einer chronologischen Gliederung und stellt wichtige Ereignisse aus der Stadtgeschichte vom 15. bis ins 20. Jahrhundert dar. Zu den Themen gehören Schloss, Stiftskirche, Rathaus, Marktplatz, Universität, die Industriezeit, die Entwicklung der demokratischen Parteien und die Studentenhäuser.
Das im Institut für Informatik der Universität Tübingen eingerichtete Computermuseum zeigt eine Sammlung an Computern von 1970 bis 1999, die die Entwicklung jenseits der Großrechner zum Mini-Computer, Heimcomputer oder Personal Computer dokumentieren.