Zagrebački Tehnički muzej osnovan je po uzoru na postojeće velike znanstveno-tehničke muzeje u svijetu, a ideja o njegovom osnivanju nastala je krajem 19. stoljeća, kada je osnovan Trgovačko-tehnički muzej. Prava povijest zagrebačkog Tehničkog muzeja započinje 21. prosinca 1954. kada je donesena odluka o njegovom osnivanju, a pet godina kasnije dodijeljena mu je današnja lokacija na Savskoj cesti 18.
Objekti Muzeja izgrađeni su 1948., a projektirao ih je Marjan Haberle za potrebe Zagrebačkog velesajma.
Idejni začetnik i dugogodišnji predsjednik Savjeta Muzeja bio je Božo Težak, a realizator i prvi direktor bio je Predrag Grdenić. Likovni postav izveo je arhitekt Emil Vičić.