Коллекция «Модели, макеты» насчитывает около 250 единиц хранения. Начала формироваться в середине XIX века, когда для выставок заказывались модели различных типов поморских судов.

Модель галиота из коллекции Архангельского краеведческого была удостоена первой награды на Лондонской рыбопромышленной выставке в 1883 году. Модели сделаны «с натуры»: корпуса, рангоут, такелаж сегодня являются историческим источником для исследователей поморского судостроения.
Среди моделей военных судов интересны фрегаты, построенные в конце XVIII в. на Соловках к 100-летию посещения островов Петром Первым. Пример: адмиралтейская модель 1854 года – последнего парусного фрегата Российского флота «Диана».

В коллекции представлены модели орудий, механизмов, приспособлений: сельскохозяйственные, дорожные и другие, выпускавшиеся в конце XIX – первой половине ХХ века для популяризации и в качестве наглядных пособий. В их числе есть действующая модель паровой машины.

Блок архитектурных макетов представлен как отдельными объектами: храмами, домами, мельницами, хозяйственными постройками, так и комплексами объектов: монастырскими, фортификационными, поселенческими, производственными макетами.