La misión MUNCYT es la promoción del conocimiento y la cultura científica y tecnológica a través de la conservación, estudio, investigación, documentación, interpretación y exhibición del patrimonio cultural científico, industrial y tecnológico español y el desarrollo de actividades de difusión, educación, comunicación y divulgación científica en torno a él.

La visión del MUNCYT es actuar como referente social y punto de encuentro en materia científica y tecnológica desde la consideración de que cada ciudadano tiene un papel importante que desempeñar en ciencia y tecnología.
Los objetivos del MUNCYT son contribuir a la educación científica efectiva y de calidad, conservar y poner en valor el patrimonio cultural, científico y tecnológico y ser escaparate de la ciencia y la tecnología españolas.

Son objetivos principales del museo:
- Incrementar, conservar, documentar, difundir, interpretar e investigar el patrimonio cultural científico, industrial y tecnológico español.
- Fomentar al acercamiento de sociedad a la ciencia y la tecnología a través de una oferta expositiva, comunicativa, educativa y de actividades de calidad.
- Convertirse en un agente activo para la creación de una sociedad más justa, sostenible, diversa, participativa, igualitaria e inclusiva.
Además de las exposiciones permanentes y temporales que el MUNCYT presenta en sus sedes y en centros asociados, se realizan conferencias, actividades lúdico-científicas, talleres didácticos, se colabora en la formación del profesorado de ciencias, se publican catálogos y obras de divulgación, entre otras iniciativas.