La exposición mostraba el papel que han tenido la ciencia y la tecnología como factores de modernización de la sociedad española a lo largo del siglo XX. Un siglo en el que no faltaron rupturas y circunstancias adversas, pero en el que la voluntad de hacer más y mejor ciencia se reiteró una y otra vez. Se proponía una visión positiva sobre la existencia de un pasado científico que es base imprescindible para entender éxitos actuales de nuestra investigación y desarrollo tecnológico.
La exposición reunió, gracias a la colaboración de numerosas entidades, más de doscientas piezas originales, algunas de ellas nunca expuestas anteriormente, agrupadas en bloques temáticos y cronológicos. Éstos se organizaron por medio de paneles que contenían tanto las introducciones a los distintos temas de la exposición como los perfiles biográficos de las figuras más destacadas a lo largo de la muestra. En ambos casos, los textos eran breves y el lenguaje sencillo y depurado de tecnicismos científicos. Las explicaciones se ilustraban con reproducciones fotográficas ampliadas que se seleccionaron cuidadosamente tras un intenso proceso de labor documental. Así mismo, la muestra contaba con elementos audiovisuales e interactivos que constituían el complemento más divulgativo.
Un siglo de ciencia en España proponía un recorrido por esa faceta tan poco atendida de nuestra historia contemporánea como es la actividad científica a través de sus protagonistas (investigadores como Santiago Ramón y Cajal, Leonardo Torres Quevedo, Severo Ochoa y muchos otros no tan conocidos), de las instituciones (la Junta para Ampliación de Estudios, el Institut d'Estudis Catalans, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, las universidades) o de los contenidos (la neurona, el átomo, la biodiversidad). La exposición se organizó en nueve bloques cronológicos y temáticos, con múltiples referencias cruzadas que demostraban que para entender el presente de nuestra ciencia y proyectar su futuro es necesario conocer su pasado.