Národní technické muzeum je organizací, jež provádí základní výzkum i aplikovaný výzkum, jehož výsledkem je publikační činnost, spolupráce při tvorbě expozic a výstav. Odborní pracovníci se též podílejí na pedagogické činnosti.

Vědečtí a výzkumní pracovníci v minulosti řešili výzkumný záměr Česká technika na pozadí světového vývoje, který navázal na předchozí úspěšný záměr Dějiny vědy a techniky.
V současné době je Národní technické muzeum jako další účastník projektu zapojeno do dvou projektů NAKI: projekt ČVUT – Metodika a nástroje ochrany a záchrany kulturního dědictví ohroženého povodněmi a projekt Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV ČR - Tradiční vápenné technologie historických staveb a jejich využití v současnosti. Národní technické muzeum rovněž spolupracuje s NPÚ na řešení projektu "Každodenní život a kulturní vliv aristokracie v českých zemích a ve střední Evropě".

Národní technické muzeum vydává kromě řady Rozprav NTM i dvě ediční řady: Práce z dějin vědy a techniky a Acta Historiae Rerum Naturalium Necnon Technicarum