В 1714 году из Москвы в новую столицу Санкт-Петербург была перевезена коллекция "разных диковин" и библиотека Петра I, составлявшие "Государев кабинет". Следует сказать, что в XVI - XVII веках при дворах многих европейских монархов, от королей до герцогов и удельных князей, существовали "кабинеты искусств" или "кабинеты редкостей" (нем. Kunstkammer). Kunst ("куншт", как говорили в петровское время) можно в данном случае перевести как "редкость", "чудеса". В таких собраниях были представлены как природные, так и рукотворные экспонаты, а также просто редкие и курьёзные вещи.
Собственный "Кабинет редкостей" решил создать и Пётр. Ещё во время Великого посольства в Европу в 1697 - 1698 годах подобные коллекции произвели на молодого царя большое впечатление, равно как и публичные вскрытия тел, проводившиеся в анатомических театрах. Немалую роль сыграла дружба Петра с голландским доктором Фредериком Рюйшем, чью анатомическую коллекцию он впоследствии приобрёл. Впрочем, предметами анатомии коллекция Петра совсем не исчерпывалась - со временем в неё вошли и книги, и старинные рукописи, и различные инструменты, и оружие, и произведения искусства, и памятники древности, и природные минералы, то есть всё, что могло представлять хотя бы малейший интерес для пытливого и любознательного ума. Кстати, этим и определялась главная цель всего собрания: "для поученья и знания о живой и мертвой природе, об искусстве человеческих рук".
Вот что писал о первых годах Кунсткамеры Иоганн Даниэль (Иван Данилович) Шумахер, приглашённый как раз в 1714 году в Россию на должность секретаря и библиотекаря Аптекарской канцелярии: "Кунсткамера, почти также как и библиотека, имела невеликое начало, но потом получила знатное умножение. В 1714 году состояла она только из нескольких сот в склянках сохраненных рыб, птиц и гадов, которые Петр Великий при первом своем путешествии в 1698 году купил в Голландии, также и из нескольких уродов и анатомических вещей". Первым смотрителем Кунсткамеры был назначен президент Аптекарской канцелярии, лейб-медик Петра (архиятр, то есть, как бы мы сейчас сказали, "главный врач") шотландец Роберт Арескин.
Поначалу коллекция разместилась в только что построенном Летнем дворце Петра, в Зелёном кабинете, где места для всех экспонатов было явно недостаточно. В 1718 году коллекцию решено было временно перенести в опустевшие Кикины палаты, хозяин которых, Александр Васильевич Кикин, первый глава Адмиралтейства, был казнён за причастность к делу царевича Алексея. В том же году по проекту Георга Маттарнови на стрелке Васильевского острова началось возведение великолепного здания, которое должно было вместить в себя всё богатство царской коллекции. Строительство, однако, завершилось уже после смерти Петра, в начале 1730-х годов. Помимо собственно музейного собрания, в новом здании Кунсткамеры поместились анатомический театр, библиотека, типография, а на самой вершине, в особой башенке - обсерватория. В этой же башенке, которую венчала армиллярная сфера, находился знаменитый Готторпский глобус - некогда самый большой в мире (был подарен Петру регентом Готторпского герцогства Христианом Августом).
Таким образом, Кунсткамера создавалась не просто как музейное собрание "диковинных вещей", а как настоящий научный центр, прообраз будущей Академии наук.