Vitenskapsmuseet er en egen enhet ved universitetet, direkte underlagt universitetsstyret, på samme måte som et fakultet. Museets historie kan føres tilbake til 1767, da Det Kongelige Norske Videnskabers Selskab (DKNVS) ble stiftet. I 1926 ble DKNVS delt i et akademi og et museum, og DKNVS Museet har fra den tid fungert som en egen enhet. Ved etableringen av Universitetet i Trondheim i 1968, ble museet en del av universitetet. Da NTNU ble opprettet, ved omorganiseringen av universitetet i 1996, fikk museet navnet NTNU Vitenskapsmuseet.