Политехнический музей был основан в 1872 году после невиданного успеха Политехнической выставки, проходившей в Манеже и более чем восьмидесяти павильонах, выстроенных вокруг Кремля. За три летних месяца экспозицию посетило 750 000 человек, а по завершении выставки оргкомитет передал наиболее значимые экспонаты для создания Музея прикладных знаний - будущего Политехнического музея.

Спустя пять лет экспозиция получила постоянную прописку в центральном корпусе музейного архитектурного ансамбля на Лубянской площади, строительство которого в полном объёме - с южным крылом и северным крылом - было завершено к 1907 году. Авторами проектов и руководителями строительства на разных этапах стали архитекторы И.Монигетти, Н.Шохин, А.Вебер и Г.Макаев. Большая аудитория Политехнического музея создавалась по проекту и под наблюдением инженера А.Семёнова.

С тех пор прошло без малого 150 лет, некогда просторное здание перестало вмещать многократно увеличившийся музейный фонд, изменились выставочная концепция и требования к оформлению залов. Чтобы обеспечить современные условия хранения коллекции и вернуть комфорт посетителям музея, в 2010 году было принято решение о полной реконструкции исторического здания с вывозом всех экспонатов.

Наиболее подходящим местом для продолжительного хранения коллекции вне родных стен оказался технополис «Москва» на территории бывшего Автозавода имени Ленинского комсомола. Некоторые производственные цеха, в которых прежде производились автомобили «Москвич», занял французский концерн «Рено», а другие корпуса правительство Москвы передало российским компаниям, развивающим инновационные технологии.

По долгосрочному контракту под размещение фондов Политехнического музея была предоставлена часть второго этажа огромного заводского корпуса - это панельно-каркасное здание построили в 1971 году для главного конвейера АЗЛК. Специально для фондохранилища в помещении смонтировали инженерные коммуникации, охранную и пожарную сигнализацию, климатические системы, необходимые для поддержания постоянного температурно-влажностного режима. Для хранения деревянных изделий и редких печатных изданий оборудованы термобоксы.

Переезд музейного фонда произошёл в течение 2013 года согласно разработанному регламенту с соблюдением всевозможных мер безопасности, чтобы ничего не повредить и не потерять. Cотрудники сверяли наличие всех предметов по системе АИС «Музей-4», маркировали их системой штрихкодирования. В ходе работ стало очевидно, что в описании музейных предметов есть существенные пробелы. Хранители и кураторы фондов произвели максимально подробную фотофиксацию экспонатов, подготовили информацию для электронной базы данных, давали рекомендации по упаковке и лично присутствовали при ней. С целью автоматизации процессов был разработан специальный модуль для музейной базы «Музей-4», в котором регистрировалось прохождение всех стадий работ, утверждённых регламентом: идентификация, осмотр реставратором, фотофиксация, маркировка.

Для многих предметов пришлось изготовить деревянные короба по индивидуальным размерам. А некоторые экспонаты, к примеру, печатный станок «Аугсбург», изначально собирались в залах музея и для нынешней транспортировки были разобраны специалистами с соблюдением протокола и фото-видеофиксацией, что позволит в будущем вернуть им первоначальный вид. При перемещении упакованных ценностей по музейным залам и коридорам использовались тележки и лебёдки, полы и лестницы защитили от повреждений металлическими и деревянными листами. Затем в зоне погрузки ящики перемещались на большегрузные автомобили, которые доставляли экспонаты с Лубянки в Текстильщики, а в корпусе технополиса машины заезжали по пандусу сразу на второй этаж.

Предварительно специалисты разработали на новой площадке зонную схему хранения экспонатов, предусматривающую размещение ящиков на фронтальных трёхярусных стеллажах с проездами между стеллажами для работы автопогрузчика. В бывшем цеху оборудовали зону погрузки-разгрузки, помещения для реставрационных мастерских и сотрудников музея, читальный зал, зону приёма посетителей. Таким образом весь фонд был перевезён бережно и в кратчайшие сроки.

После обустройства на новой площадке Политехнический музей вернулся к выставочной и образовательной деятельности. Решение пустить посетителей в служебное помещение было непростым: в обычной музейной практике не принято приглашать гостей в святая святах - в фондохранилище. Конечно, музейные предметы участвуют в различных выставочных проектах, например, в экспозиции павильона «Космос» на ВДНХ, тематической выставке «Дом быта» в Музее Москвы, в Музее Вернадского, а также выезжают и в другие города - Томск, Старый Оскол, Ярославль, Калугу. Однако на долгий срок лишать москвичей возможности знакомиться с многочисленными и разнообразными экспонатами руководство Политехнического музея сочло неправильным.

Музейная коллекция обширна и по состоянию на июнь 2022 года составляет 217 722 единицы хранения. Фонд постоянно пополнялся приобретениями новых артефактов у частных лиц и различных организаций - профильных институтов, учебных организаций, отраслевых министерств, в советское время экспонаты передавали из павильонов ВДНХ СССР. Политехническому музею так много лет, что некоторые хозяйственные предметы, приобретавшиеся для его повседневных нужд, успели состариться и тоже оказались в коллекции. Интересный факт: после Октябрьской революции власти рекомендовали списать некоторые старорежимные предметы и уничтожить, однако они всё-таки сохранились в запасниках. А самые древние по своему возрасту экспонаты являлись достижениями технического прогресса людей эпохи неолита - это жировой светильник и базальтовый каменный топор.

Большинство экспонатов фондов хранятся в деревянных ящиках на паллетах, а часть раритетов распакована и доступна для осмотра посетителями в рамках проекта «Открытая коллекция». С правилами посещения и расписанием работы можно ознакомиться на сайте: https://polymus.ru/ru/museum/ Экспозиция сформирована по тематическому принципу, здесь представлены предметы быта и коммунального хозяйства разных эпох, автомобильный транспорт, химические технологии, освоение космоса, горнодобывающее дело, энергетика, автоматика, робототехника.

Помимо экскурсий в Открытой коллекции Политехнического музея проходят и другие образовательные мероприятия: в 2021 году здесь можно было увидеть инсталляции молодых художников проекта «Слепая зона», представленного совместно с Московской школой фотографии и мультимедиа имени А.Родченко, а Liquid Theatre показывал аудиовизуальные спектакли «Тася ищет ответы».