Die ältesten Exponate im Uhrenmuseum stammen aus dem 15. Jahrhundert. Zu den Höhepunkten zählt die astronomische Kunstuhr von David a Sancto Cajetano aus dem 18. Jahrhundert. In sensationeller Genauigkeit gibt das technische Meisterwerk neben der Uhrzeit auch die Länge des Tages und die Umlaufzeit von Planeten an. Die weltberühmten Laterndluhren sind Zeugen der Blütezeit der Wiener Uhrmacherkunst. Die kleinste Uhr ist ein "Zappler" und passt unter einen Fingerhut, das schwerste Exemplar ist die Turmuhr des Stephansdoms aus solidem Eisenguss.

Der exquisite Bestand des 1917 gegründeten Uhrenmuseums geht im Wesentlichen auf zwei private Sammlungen zurück: diejenige des Mittelschullehrers und ersten Leiter des Hauses, Rudolf Kaftan, sowie auf die besonders wertvolle Sammlung der Schriftstellerin Marie von Ebner-Eschenbach.