1926년 10월 설립을 승인받아 다음 해 5월 상설전시관을 개관하였다. 8·15광복 후 국립과학박물관으로 개칭하고, 1948년 문교부 산하 국립과학관으로 정식 발족하였다. 1969년 과학기술처로 이관되고, 1990년 국립중앙과학관으로 확대·개편하였다. 1990년 6월 8일 기존의 과학관은 서울과학관으로 개칭하여 소속기관으로 두고, 본부를 대전광역시의 대덕연구단지로 옮겼다.

기관은 경영기획과, 운영지원과, 창의교육진흥과, 고객창출홍보팀, 종합연구기획실, 전시개발과, 전시운영과, 스마트과학관팀 등이 있다. 전시관에는 상설전시관, 옥외전시관, 우주체험관, 천체관, 생물탐구관, 자기부상열차, 첨단과학관, 사이언스홀, 창의나래관 등이 있다.

이곳에는 광물 300여 점, 화석 250여 점, 암석, 석재, 지질 및 퇴적구조 100여 점을 비롯하여 지구의 생성과 진화과정 등을 보여주는 여러 가지 도표와 그림을 전시하고 있다. 이밖에 영상물의 상영, 강연회, 체험학습의 장 등을 마련하여 지질과학의 대중화에 힘쓰고 있다.

주요 활동으로 국내외 광물·암석·화석 등의 지질표본을 수집하여 분류 및 전시하는 일 외에 학생 및 일반인, 초중고교 교사를 위한 강연회 등을 개최하고, 현미경과 X선회절분석기를 이용하여 광물·암석 등에 대한 대내외적인 감정사업을 하고 있다.