«Музейный флигель» расположен позади главного здания Академии наук. К его сооружению приступили после того, как на месте разобранного дворца Прасковьи Федоровны, принадлежавшего Академии наук, была начата постройка южного пакгауза Биржи.
«Музейный флигель» построен в 1826–1831 годах архитектором И. Ф. Лукини. Он предназначался для академической типографии и коллекций «академического музеума», ранее находившихся во дворце Прасковьи Федоровны.
Двухэтажный, с третьим антресольным этажом, П-образный в плане флигель ограничивает с трех сторон обширный двор главного корпуса Академии наук. Внутренние углы здания отмечены невысокими куполами, перекрывающими небольшие, симметрично расположенные круглые залы.
Фасады решены по образцу уже существовавшего Новобиржевого гостиного двора. Полуциркульные окна первого этажа «Музейного флигеля» соответствуют аркаде галереи этого гостиного двора.
В здании применены цилиндрические и зеркальные своды, прорезанные распалубками. Круглые залы перекрыты сферическими куполами, отделенными от поверхности стен лепными карнизами с модульонами и кронштейнами.
Не менее характерны для строительной техники XIX века лестницы с площадками, опирающимися на крестовые и цилиндрические своды, и маршами на ползучих арках. В залах второго этажа сохранились лепные карнизы, сходные по профилю, но различные по мотивам убранства.
Наряду с южным и северным пакгаузами постройка «Музейного флигеля» завершила оформление большой площади между зданиями «Двенадцати коллегий» и Биржей.