Das Deutsche Museum (DM) zählt zu den international führenden Museen für Naturwissenschaft und Technik. Die Leitidee Oskar von Millers, der das Deutsche Museum 1903 gründete, war die umfassende Darstellung der Entwicklung von Naturwissenschaft und Technik von den Anfängen bis in die Gegenwart, populär und bildungsorientiert, aber dennoch wissenschaftlich fundiert. Diesem bis heute relevanten Ziel dienen die Sammlungen von wissenschaftlichen Instrumenten und technischen Artefakten, die Ausstellungen in München und den Außenstellen, eine öffentliche Präsenz- und Forschungsbibliothek, das Archiv, die Bildungsarbeit der Abteilungen und des Kerschensteiner Kollegs sowie die Forschungstätigkeit der KuratorInnen und WissenschaftlerInnen.
Gesamtstaatliche wissenschaftspolitische Aufgaben erfüllt das Deutsche Museum insbesondere durch wissenschaftlich-technische Nachwuchsförderung, seine Vorbildfunktion für Wissenschafts- und Technikmuseen sowie Science Center, Forschungsarbeiten von internationalem Rang, intensive Arbeitsbeziehungen in Forschung und Lehre zu Universitäten, internationale Kooperationen sowie seine einzigartigen Service- und Fortbildungseinrichtungen. Die Forschungsschwerpunkte verknüpfen die Kernfunktionen Ausstellung, Sammlung, Bildung, Forschung und Wissenschaftlicher Service. Sie umfassen die objektorientierte Forschung, Wissenschafts- und Technikgeschichte, Gläserne Wissenschaft und naturwissenschaftliche Forschung im Bereich der Nanotechnologie sowie die museologische Forschung.
Das laufende, von Bund und Sitzland gemeinsam finanzierte Programm „Zukunftsinitiative Deutsches Museum“ sieht die umfassende Sanierung der Gebäude, die Neugestaltung der Ausstellungen und den Ausbau der wissenschaftlichen Infrastruktur bis zum Jahr 2028 vor. Die enge Kooperation mit den Münchner Universitäten ist im Rahmen der Exzellenzinitiative weiter verstärkt worden. Sie umfasst unter anderem die TUM School of Education und das Rachel Carson Center for Environment and Society.