Der Mathematisch-Physikalische Salon beherbergt eine weltberühmte Sammlung historischer Uhren und wissenschaftlicher Instrumente. Dazu gehören Erd- und Himmelsgloben sowie optische, astronomische und geodätische Geräte aus der Zeit des 16. bis 19. Jahrhunderts, außerdem Instrumente zum Rechnen und Zeichnen und zur Bestimmung von Längen, Massen, Temperatur und Luftdruck. Von herausragender Bedeutung sind der arabische Himmelsglobus aus dem 13. Jahrhundert und die Rechenmaschine von Blaise Pascal, die um 1650 entstanden ist. Spektakulär ist außerdem die Planetenlaufuhr, die den der Uhrzeit entsprechenden Stand von Sonne, Mond, Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn anzeigt. Sie wurde in den 1560er Jahren von Eberhard Baldewein im Auftrag des Kurfürsten August konstruiert. Der im Zwinger beheimatete Mathematisch-Physikalische Salon ist derzeit wegen Umbauarbeiten geschlossen.