集美学校科学馆落成于1922年9月，凡三层，共房34间，面积8851方尺，建筑费银元六万伍千元、设备费四万元，合计十余万元，这是当时建筑费较高的一幢。与同期的建筑物比较：立言、立德、立功楼，22845方尺，七万伍千元；居仁、尚勇楼，19160方尺，六万元；博文楼7191方尺，四万伍千元；延平楼8416方尺，六万元。充分说明陈嘉庚对科学馆是十分重视的。
原来，集美师范、中学设立后，因为理化、博物学教学的需要，向上海实学通艺馆采购来的甲种理化机械、药品、标本各一组，没有专门馆舍，只好暂时收藏在居仁楼。到了1920年冬天，才商借了师生工艺教室的半间，权作为理化教室兼学生实验室。后来增设了水产科、商业科和女子师范部，学校规模不断扩大，半间工艺室已远远不能适应。所以，建筑理化、博物专业的专用教室，已急在眉睫，刻不容缓了，筹建科学馆被提上集美学校重要议程。
当时，陈嘉庚回国筹倡厦门大学，并聘请叶渊任集美学校校长。对兴建科学馆的要求：一是建筑技术要最新式的；二是馆室用途要纯属科学的。根据这两条总体要求，对历年来采访、搜索的清华大学、两江高师、武昌高师和日本东京高校等处科学馆的图纸，探讨研究。于1921年春，由理化教员兼理馆务的陈延庭(陈庆)老师，负责设计科学馆馆舍。
陈延庭老师从集美学校中等各校和设在集美的厦门大学开设的自然科学需要的范围与规模出发，综合上述图纸，参考对比，择优式样，构绘出一幢新式科学馆楼的建筑物，送报叶渊校长转呈陈校主审核批准，并选择在集美师范部的“三立楼”与厦门大学的“即温楼”(中学部新建成校舍，暂借厦大办理)两楼校舍中央的丘陵坡地为馆址，奠基建筑。
科学馆建成后，立即将全部理化仪器、药品和博物标本迁入，并不断充实内容。当时馆舍的安排是周密的：第一层楼下东边是化学部，有梯形教室、实验室、药品和机械室、毒气室、天秤室、教师备课室、管理员室。西边是物理部，有梯形教室、实验室、机械室、暗室、X光线室、教师备课室、管理员室。第二层楼东边是博物部，有教室、实验室、动物室、植物室、矿物室、地质室、生理室、卫生室；西边是水产部，有特别教室、实验室、渔具陈列室、成绩室、测候室。第三层楼是集美学校校长办公室，及其各课办公室和理化、博物教员宿舍。1932年6月，增筑中央第四层楼为气象室。各种标本、化学品具备，都是陈嘉庚校主从南洋选购寄回国的。至1932年统计，科学馆馆存的理化、博物器械、药品、标本，从1923年的1743种扩充为4771种26833件，耗银元共三万元。
为了加强科学馆的管理与发挥其作用，设主任一人，在校长(董)办公室领导下，处理全馆一切事宜(主任1923年7月是林德曜；1925年2月是陈延庭；1935年2月是校董办公室主任彭炳卯兼至8月份；1936年2月是图书馆主任陈延庭兼)。下设物理、化学、博物各股管理员一人，管理各该股之事务；标本剥制员一人，专司采集剥制事宜。同时，组织集美学校科学馆委员会为咨询机关，会内分：设备计划、教科书编译、图书审查、采集标本等股。为提供学生研究化学实验起见，1927年设立化学研究会，从事制造摄影片及肥皂试验。1930年设立自然科学研究会，介绍自然科学界学说和理论讯息。1931年设立无线电研究会，从事制造收音机及播音之研究。1932年增设的气象室，预测天气，公开登载在集美周刊上。同时，订有规程、实验规则。
科学馆的一切购置、设施、机构、规程、规则等，都是为教学服务的。集美中等各校(和初办厦大时)的物理、化学、动物、植物(生物)课的课程，由校长(董)办公室统一编排，分别在科学馆各学科的教室上课和实验。战后，我续学集美初中和升入集美高中时，上述各学科都还分别在科学馆内一、二楼学习的。长期以来，科学馆为集美学校学生接受自然学科的科学知识，贡献卓越。今天，由集美师专代管的部分标本、仪器等实物，是它功绩的见证，是陈嘉庚创办集美学校重视科学的见证。
科学馆在抗战期间也难逃厄运，每层楼都弹痕累累，不可言状。战后，经过修葺，继续由中等各校统一应用。七十年代末以来，又在这里办理了集美师范专科学校。