Im Jahr 2006 lockten größere Räumlichkeiten den Jenaer Kunstverein aus seinem bisherigen Domizil im „Roten Turm“ ins Optische Museum am Carl-Zeiss-Platz, unweit der Goethe Galerie und des von Henry van de Velde entworfenen Ernst-Abbe-Denkmals.
Im Jahr 1924 im Auftrag der Carl Zeiss Stiftung erbaut, befand sich in dem Bau nicht nur das Optische Museum, sondern vor allem die „Staatliche Optikerschule“. Das Gebäude wurde von dem Jenaer Architekturbüro Schreiter & Schlag entworfen, das sich auch für weitere stadtprägende und mittlerweile zu Baudenkmälern ernannte Gebäude in Jena verantwortlich zeichnet, so beispielsweise das Capitol-Kino und das Zeiss-Planetarium.
Die weitere Geschichte des Optischen Museums im 20. Jahrhundert ist wechselvoll; ähnlich den Geschichten des historischen, wie auch des wiedergegründeten Kunstvereins. Manchmal gab es sogar Berührungspunkte, die zeigen, wie die Gewichtung in Jena gegenüber Kunst und Kultur und naturwissenschaftlichem Interesse verteilt war und vermutlich auch heute noch ist. So zog das Optische Museum im Jahr 1965 in das Griesbachsche Gartenhaus, das bis dahin Sitz des historischen Jenaer Kunstvereins und in dessen Nachfolge auch Sitz des Stadtmuseums war. Die dort erstmals nach dem zweiten Weltkrieg wiedereröffnete Sammlung des Optischen Museums beendete die 40jährige Kunsttradition im Griesbachschen Gartenhaus, das als Prinzessinenschlösschen in die Kunstgeschichte eingegangen ist.
Umso versöhnlicher war die nachbarschaftliche Nähe von Optischem Museum und Jenaer Kunstverein seit dem Jahr 2006.
Im Jahr 2012 stellte der Jenaer Kunstverein im Zuge einer größeren Ausstellung des Optischen Museums seinem Hausherrn die Galerie-Räumlichkeiten, wieder in Gänze zur Verfügung. Zeitgleich wurde auf kommunaler Ebene die Nutzung des 2007 modernisierten Stadtspeichers am Markt neu konzipiert. Auch der Jenaer Kunstverein kam dabei infrage. Unter den verschiedenen möglichen Optionen entschied sich der Jenaer Stadtrat per Beschluss für den Jenaer Kunstverein als zukünftigen Betreiber der oberen Etagen des modern-antik-hybriden Gebäudes am Markt 16. Nach über 40 Ausstellungen im optischen Museum zog der Verein erneut um.
Eine gute Entscheidung, denn große Veränderungen erwarteten das Optische Museum in den nächsten Jahren. Im Jahr 2016, zum 200. Geburtstag von Ernst Abbe, wurde die Stiftung „Deutsches Optisches Museum“ beschlossen, die 2018 die Trägerschaft des Museums übernahm. Die Zeiss AG, die Carl-Zeiss-Stiftung, die Ernst-Abbe-Stiftung, die Friedrich-Schiller-Universität und die Stadt Jena stellten gemeinsam das Stiftungskapital von 25 Millionen Euro auf. Zum Zwecke eines denkmalgerechten Gebäudeumbaus und der Neukonzeptualisierung wurde das Gebäude im Jahr 2019 geschlossen.
Insgesamt wurden für das Projekt, samt neuem Verbindungsbau zum Volkshaus mit einem Saal für Proben und Kammerkonzerte der Jenaer Philharmonie, Kosten von rund 31,5 Millionen Euro veranschlagt. Ende des Jahres 2023 hatten sich die Kosten auf 57 Millionen erhöht, teilweise bedingt durch Probleme mit dem Baugrund.
Die Wiedereröffnung des Museums, ursprünglich für das Jahr 2023 geplant, ist nunmehr für 2027 vorgesehen. Dann will sich das Deutsche Optische Museum als „Erlebniswelt der Optik“ und „Schaufenster der Optikforschung“ von nationalem Rang präsentieren.
Bedenkt man das mittlerweile jahrhundertalte, zuweilen schwache, dennoch kontinuierliche Bestreben in Jena nach einem Kunsthaus, so zeigt sich auch in der Geschichte des Optischen Museums die durchaus begründete Gewichtung städtischer Kulturpolitik.