В результате научно-исследовательской работы вводятся в научный оборот новые, ранее неизвестные источники, включаются дополнительные материалы и создаются новые разделы в стационарной экспозиции, открываются тематические и коллекционные выставки, издаются книги.

Коллектив НИИ и музея с 2008 по 2015 годы участвовал с докладами в 40 различных научных конференциях, симпозиумах, включая международные.

По заказу Комитета по сохранению историко-культурного наследия правительства Тюменской области коллектив музея с 1993 по 1999 годы, находясь в частых командировках, провёл огромную работу по поиску и научному описанию около 500 памятников науки и техники, установленных на территории региона.

Важной составной частью научной работы являются экспедиции, в которых сотрудники проводили фиксацию сохранившихся памятников, пополняли фонды музея новыми экспонатами.

По инициативе директора НИИ ИНТЗ установлены мемориальные доски Д.И. Менделееву на здании железнодорожной станции «Тура» в Тюмени, в городах Билимбай, Уфалей, Тобольск (6 шт.), а также соратникам Менделеева: изобретателю радио А. С. Попову на здании бывшей гостиницы возле ст. Тура г. Тюмени и адмиралу С.О. Макарову; на здании Тюменской областной Думы в г. Тюмени – в память о работе авиаконструкторского бюро О.К. Антонова в годы Великой  Отечественной войны 1941-1945 гг.

Выявляя и собирая предметы музейного значения, храня музейные предметы, создавая экспозиции и проводя культурно-образовательную работу, сотрудники ведут научные исследования, на которые в конечном счете опирается вся деятельность музея – научно-фондовая, экспозиционная, просветительная и образовательная.