Kunstkameraet blev oprettet af Peter den Store på Neva-flodens bred. Kunstkameraets tårnformede petrinske barokbygning, der er designet af den preussiske arkitekt Georg Johann Mattarnovy, blev færdiggjort i 1727. Grundstenen blev lagt i 1719. Navnet Kunstkamera er afledt af det tyske Kunstkammer, der bogstaveligt talt betyder “kunstkammer”.
Peters museum var et raritetskabinet, der havde til formål at bevare “naturlige og menneskelige kuriositeter og sjældenheder”, en meget typisk samlingstype i den periode. Tsarens personlige samling, der oprindeligt blev opbevaret i sommerpaladset, indeholder et stort sortiment af menneske- og dyrefostre med anatomiske mangler, som Peter havde set i 1697 på besøg hos Frederik Ruysch og Levinus Vincent. Den underliggende idé med deres kunstkammers var at opnå fuld viden om verden. Det nederlandske ord “kunst-kamer” synes at være indført af kirurgen Stephanus Blankaart i 1680.
Peter den Stores Kunstkamera bliver ofte opfattet som en tilfældig samling af usammenhængende sjældenheder, men det ser ud til, at de blev indsamlet systematisk efter en veldefineret plan. Peters hovedinteresse gik på “naturalia”, snarere end på de såkaldte “artificialia”. Peter tilskyndede til forskning i deformiteter, idet han hele tiden forsøgte at aflive den overtroiske frygt for monstre. Han udstedte et ukase, der beordrede, at misdannede, dødfødte spædbørn skulle sendes fra hele landet til den kejserlige samling. Senere lod han dem udstille i Kunstkamera som eksempler på naturens ulykker.
I 1716 oprettede Peter mineralkabinettet i Kunstkamera og deponerede der en samling på 1195 mineraler, som han havde købt af Gottwald, en læge fra Danzig. Samlingen blev beriget med russiske mineraler. Det var en forgænger for Fersman Mineralogisk Museum, der nu har hjemsted i Moskva.
Mange genstande blev købt i Amsterdam af farmakologen Albertus Seba (1716) og anatomikeren Frederik Ruysch (1717) og dannede grundlaget for Videnskabsakademiet. Kunstkameraet blev bygget specielt til at huse disse to omfattende samlinger. En tredje erhvervelse kom fra Jacob de Wilde, en samler af ædelstene og videnskabelige instrumenter. Zarens overlæge, Robert Erskine, og hans sekretær Johann Daniel Schumacher var ansvarlige for erhvervelsen.