Le noyau des collections provient de l'école d'ingénieurs de Prague (fondée en 1717), devenue Institut Polytechnique de Prague (1806), pour former sous l'impulsion de Vojtěch Náprstek le « musée industriel tchèque » (1874). Le reste du fonds de l'Institut n'a été transféré au musée qu'au XXe siècle[1] ; mais c'est l'inauguration, en 1910, d'un « Musée des Techniques de Bohème » dans le Palais Schwarzenberg, rebaptisé (dans le cadre de la fondation de l’état tchécoslovaque) « Musée National de Tchécoslovaquie » en 1918, qui marque vraiment l'essor de cette institution. Il a été déplacé dans ses locaux actuels en 1942[1],[2], conçus par Milan Babuška, lauréat du concours d'architecture avec un projet de style fonctionnaliste[2]. Les collections, éparpillées sous l’occupation nazie, n'ont été restituées que petit à petit, et n'ont réintégré le hall principal que dans les années 1990[2].

En 1995 trois nouvelles galeries ont été inaugurées : celles du Design, de l’habitat individuel et des Beaux-Arts. L'aile consacrée au design se concentre principalement sur les premières motos tchèques, l'éclairage et leurs techniques de fabrication. La galerie consacrée à l’habitat individuel sert de cadre à des expositions trimestrielles de maquettes et de projets de maison présentant une originalité particulière ou en rapport avec un jubilé. La galerie des Beaux-Arts présente des tableaux et des sculptures réalisés entre le XVIIe et le XXe siècle, mais dont les sujets ont tous un rapport avec l'industrie, les sciences ou la technologie[3]. Depuis 2001, le musée a ouvert un musée des chemins de fer, où sont exposés une centaine de wagons et motrices.

Les crues de 2002 ont sérieusement endommagé 200 m3 d'archives du musée. Le musée a fermé entre septembre 2006 et février 2011 pour réparer les bâtiments et le travail de sauvegarde s'est poursuivi jusqu'en 2013.