Muzeum Techniki posiada bogate tradycje, sięgające XIX stulecia. Nawiązuje ściśle do działalności założonego w 1875 r. Muzeum Przemysłu i Rolnictwa, które odegrało znaczącą rolę w kulturze, nauce, technice a nawet życiu gospodarczym ówczesnej Polski - do czasu odzyskania niepodległości - zwłaszcza na ziemiach pod zaborem rosyjskim.

Nawiązuje również do tradycji Muzeum Techniki i Przemysłu, utworzonego w 1929 r., gdyż uważane jest za ich bezpośredniego kontynuatora. To Muzeum wyróżniało się zakresem działalności i jej nowatorskimi formami. Jego dorobek jest w znacznym stopniu zasługą wybitnego inżyniera Kazimierza Jackowskiego, który był głównym organizatorem Muzeum i pełnił funkcję dyrektora od 1929 r. do swej tragicznej śmierci w Katyniu w kwietniu 1940 r. .

W 1952 r., w czasie drugiego powojennego Kongresu Techników Polskich, grono inżynierów wystąpiło z wnioskiem o potrzebę reaktywowania Muzeum. Wniosek został przyjęty i opiekę nad reaktywowaną placówką, która otrzymała krótszą nazwę Muzeum Techniki powierzono Naczelnej Organizacji Technicznej.

Muzeum Techniki otrzymało w 1955 r. siedzibę w oddawanym wówczas do użytku Pałacu Kultury i Nauki. Pierwsza wystawa nosiła nazwę "Postęp techniczny w służbie człowieka". Tę datę uważa się za datę reaktywowania placówki po wojnie. Organizatorem wystawy i zarazem pierwszym dyrektorem odrodzonego Muzeum Techniki był inż. Janusz Ciążkowski (1955-1957). Jego następcą był ówczesny docent, później profesor Alfred Wiślicki (1957). Kolejno pełnił funkcję dyrektora inż. Czesław Ługowski (1957-1972). Od 1972 r. funkcję tę sprawuje inż. Jerzy Jasiuk.

Muzeum Techniki, opierając się na doświadczeniach działalności zniszczonego w czasie wojny Muzeum Techniki i Przemysłu objęło swą działalnością organizowanie wystaw stałych oraz zmiennych, gromadzenie zbiorów z dziedziny historii techniki i jej współczesnego rozwoju, a także zbiorów z wybranych dziedzin nauki. Postanowiono także kontynuować działania na odcinku ochrony zabytków techniki, przy czym w kilku wybranych, szczególnie wartościowych obiektach Muzeum zorganizowało swoje oddziały. Szczególną uwagę skoncentrowało na popularyzacji techniki i niektórych działów nauki.

W ciągu ponad 50 lat powojennej działalności Muzeum Techniki zgromadziło cenne zbiory, przede wszystkim z zakresu historii polskiej techniki. W zbiorach tych znajdują się m.in.: kolekcja motocykli ze słynnymi motocyklami marki "Sokół", kolekcja odbiorników radiowych - głównie pochodzących z krajowej produkcji, kolekcja instrumentów geodezyjnych, kolekcja przyrządów techniki biurowej, kolekcja mechanizmów grających. Niektóre z tych kolekcji są największe w kraju. Znajdują się też w zbiorach obiekty o szczególnej wartości historycznej, jak np. "Machina rachunkowa" konstrukcji warszawskiego zegarmistrza Izraela Abrahama Staffela czy pierwsza w świecie ręczna kamera filmowa zbudowana przez wybitnego wynalazcę z dziedziny techniki filmowej - Kazimierza Prószyńskiego.

Muzeum Techniki ma w swej siedzibie w Pałacu Kultury i Nauki kilkanaście sal z ekspozycjami o charakterze stałym, ponadto organizuje systematycznie ekspozycje czasowe. Niektóre z tych ekspozycji miały znaczenie ogólnokrajowe i weszły do historii polskiego muzealnictwa technicznego, np. "Anatomia czasu" - poświęcona różnym aspektom czasu jako pojęcia fizykalnego, problemu technicznego i społecznego czy wystawa "Sojuz-Apollo" - zorganizowana z okazji wspólnego lotu obu tych statków kosmicznych. W ostatnich latach duże znaczenie mają coroczne wystawy poświęcone polskim wynalazkom wyróżnionym na światowych wystawach innowacji i wynalazczości.

Muzeum prowadzi nadal intensywną działalność oświatową, przy czym w okresie ferii letnich i zimowych realizowane są specjalne programy dostosowane do potrzeb zwiedzających.