Osnovan po uzoru na postojeće velike znanstveno-tehničke muzeje u svijetu, zagrebački Tehnički muzej je općega tipa, odnosno, složeni je muzej znanosti i tehnike za razliku od specijaliziranih tehničkih muzeja koji obrađuju samo pojedino tehničko područje.

Zamisao o osnivanju te vrste muzeja u nas potječe još s kraja prošloga stoljeća, pa je jedno vrijeme u Zagrebu i postojao Trgovačko-obrtnički muzej. Prava povijest Tehničkoga muzeja započinje 1954. godine kada je donesena odluka o njegovu osnivanju, a 1959. Muzeju je dodijeljena današnja lokacija na Savskoj cesti 18. Objekti dodijeljeni Muzeju građeni 1948. godine (projektant arh. Marijan Haberle) za potrebe Zagrebačkog velesajma, bili su od drvenog materijala i privremene namjene . Nakon preseljenja Velesajma na novu lokaciju ti su objekti služili za različite društveno-sportske aktivnosti, nakon čega su dodijeljeni Muzeju koji se u njima i danas nalazi.

Idejni začetnik osnivanja Tehničkog muzeja bio je sveučilišni profesor dr. Božo Težak, kasnije dugogodišnji predsjednik Savjeta Muzeja, a realizator i prvi ravnatelj bio je Predrag Grdenić. Likovni postav izveo je arh. Emil Vičić.

Prvi odjeli Tehničkog muzeja (Transformacija energije, Prometna sredstva i Rudarstvo) otvoreni su za javnost 1963. godine, a nakon toga otvorena je zbirka Nafta (1964.), planetarij (1965.), demonstracijski kabinet Nikola Tesla (1976.), odjel Osnove poljodjelstva (1981.), odjel Vatrogastvo (1992.), apisarij (1994.), te muzeorama Zemljomjerstvo-katastar (1994.).