Na najważniejszą stałą ekspozycję, jaką można oglądać w Muzeum Przyrody i Techniki w Starachowicach, składają się obiekty wchodzące w skład dwóch kolejnych, następujących po sobie chronologicznie zakładów wielkopiecowych z połowy i końca XIX wieku. Rozmieszczone na przestrzeni blisko 8 hektarów dają doskonały ogląd zmieniającej się technologii produkcji żelaza oraz założeń i stylów w architekturze przemysłowej tamtego stulecia.

Starszy zakład mieszczący się w zachodniej części terenu muzeum czynny był w latach 1841-1901 i stanowił ważny element tzw. Ciągu Fabryk Żelaza na Rzece Kamiennej, kombinatu zbudowanego wedle idei Stanisława Staszica i jego następców. Istotą założenia było wybudowanie zakładów hutniczych wzdłuż biegu rzeki, która miała spełniać rolę nośnika energii do poszczególnych urządzeń oraz głównej nitki transportowej. Na terenie wsi Starachowice planowano budowę zakładu wielkopiecowego, którego produkt – surówka żelaza miała podlegać dalszej obróbce w kolejnych, idąc z biegiem rzeki ogniwach kombinatu. Jakkolwiek pierwsze prace inwestycyjne rozpoczęto w 1818 roku, to budowę całego zakładu przeprowadził Bank Polski już po Powstaniu Listopadowym w latach 1836-1841.

Zgodnie z projektem przygotowanym w latach 1833-1835 przez Fryderyka Lempego i Filipa Girarda – doradców Banku Polskiego, nowy zakład wielkopiecowy w Starachowicach ulokowany został na południowym zboczu kopalni rudy „Herkules”. W tym celu wycięto trzy tarasy wzmocnione murami oporowymi zbudowanymi z bloków piaskowca. Na najwyższym tarasie znalazły się magazyny rudy, na niższym – środkowym trzy piece rumfordzkie służące do prażenia rudy, wreszcie na trzecim, najniższym – magazyn węgla drzewnego, maszynownia, trzy wielkie piece wraz z wieżą wyciągową, hala lejnicza i zamykający od południa całe założenie plac fabryczny, na którym składowano surówkę wielkopiecową w postaci tzw. gąsek.

Do dnia dzisiejszego na terenie muzeum zachowały się pozostałości zakładu z 1841 roku. Są to: widoczny tarasowy układ założenia, podziemny kanał roboczy, budynek maszynowni oraz budynek hali lejniczej. Trasa zwiedzania biegnie na środkowym tarasie, na którym znajdują się ruiny budynku kalafoniarni. W zielonych enklawach, jakie porastają obecnie taras żyją unikatowe w skali kraju gatunki ślimaków przywiezione na teren huty wraz z importowaną rudą żelaza.

Po zejściu z muru oporowego znajdujemy się nad kanałem, który doprowadzał do zakładu wodę z rzeki Kamiennej. Jego całkowita długość wynosiła pierwotnie 2 600 m łącząc staw fabryczny Pasternik z kolejnym zalewem we wsi Michałów (dzisiaj część Starachowic). Stojąc na kładce nad kanałem można dostrzec pozostałości bloków, na których zamontowane było koło wodne o średnicy 19 metrów. Służyło ono do poruszania poszczególnych urządzeń, przede wszystkim miechów napowietrzających wielkie piece. Bezpośrednio za kołem wodnym kanał schodzi pod powierzchnię ziemi. Jego wlot sklepiony z bloków piaskowca znajduje się pod budynkiem maszynowni i jest doskonale zachowany. Podobnie jak sam kanał ciągnący się na długości ponad 200 metrów pod całym terenem muzeum.

Jednym z dwóch zachowanych w całości budynków składających się na starszy zakład wielkopiecowy jest maszynownia. Obiekt wzniesiony z kamienia posiada charakterystyczne cechy budownictwa klasycystycznego, jaki stosowany był w pierwszej połowie XIX stulecia również w architekturze przemysłowej. Po unieruchomieniu starszego zakładu w 1901 roku stopniowo demontowano urządzenia znajdujące się w maszynowni, natomiast w latach ’20 adaptowano ją na potrzeby łaźni dla robotników. Funkcję tą spełniała od 1927 do 1968 roku, czyli ostatecznego zamknięcia zakładu wielkopiecowego w Starachowicach. W latach ’80 XX wieku w pomieszczeniach budynku znalazły się pracownie plastyczne Fabryki Samochodów Ciężarowych w Starachowicach, która była wówczas właścicielem zabytkowego kompleksu. W ostatniej dekadzie tamtego stulecia maszynownia pozostawała opuszczona ulegając stopniowej degradacji. W planach powołanego w 2001 roku muzeum było zorganizowanie tam pracowni artystyczno-dydaktycznych. Zamierzenia te udało się zrealizować w latach 2008-2010 kiedy to w ramach realizowanego projektu Regio Ferrea poddano obiekt rewitalizacji, przywracając mu oryginalny wygląd. Odsłonięto wówczas kamienną fasadę, wyremontowano stolarkę okienną i drzwiową, doprowadzono niezbędne media a pomieszczenia zaadaptowano do nowych celów. 

Drugim zachowanym obiektem z 1841 roku jest budynek hali lejniczej położony na południe od maszynowni. Tutaj dokonywano spustu surówki wielkopiecowej, która na wysypanej piaskiem powierzchni hali zastygała w postać tzw. gąsek. Trzy duże okna widoczne w północnej części budynku znajdują się w miejscach, w których wielkie piece wkraczały tzw. „otwartą piersią” w przestrzeń hali lejniczej.

Po wygaszeniu wielkich pieców w 1901 roku rozpoczęto prace rozbiórkowe. Na szczęście hala lejnicza, podobnie jak maszynownia znalazła dalsze zastosowanie dzięki czemu zachowała się do naszych czasów. W roku 1927 uruchomiono w niej cegielnię, która wytwarzała cegłę ze szlaki wielkopiecowej. Funkcję tą budynek spełniał do 1973 roku, tj. jeszcze pięć lat po ostatecznym wygaszeniu „nowszego” wielkiego pieca. Hala lejnicza była tym samym najdłużej czynnym obiektem przemysłowym na terenie zabytkowego zakładu starachowickiego. W latach’ 80. XX wieku przeprowadzono prace renowacyjne polegające na wyburzeniu narosłych przybudówek i przywróceniu zabytkowi jego oryginalnego wyglądu. W momencie powstania muzeum hala lejnicza była jednym z nielicznych obiektów nadających się do spełniania funkcji wystawienniczych. Obecnie w hali lejniczej organizowane są wystawy czasowe, konferencje i koncerty.

Pomiędzy maszynownią a halą lejniczą znajdowała się bateria trzech wielkich pieców opalanych węglem drzewnym. Zostały one rozebrane w pierwszych latach XX wieku, natomiast dzisiaj można oglądać odsłonięcie górnej części fundamentów, na których piece były osadzone. Głębokość fundamentów wynosi prawie 10 metrów.

Interesujące rozplanowanie całych zakładów oraz ciekawa architektura założenia czytelne w zachowanych obiektach czyni tą część ekspozycji dużą atrakcją dla zwiedzających. Pozwala także w pełni prześledzić zakres zmian technologicznych w hutnictwie wielkopiecowym na przestrzeni XIX wieku.