A Műszaki Tanulmánytár első elődjének az 1808-tól működő Magyar Nemzeti Múzeum Technológiai Osztályát tekinthetjük, ami 1883-tól a vegyes feladatkörű Technológiai Iparmúzeummá alakult, majd 1924-ben a Magyar Királyi Technológiai és Anyagvizsgáló Intézet nevet vette fel.

1935-ben, hosszú előkészítő munka után alakult meg az Országos Magyar Műszaki Múzeum. Dr. Lósy-Schmidt Ede (1879-1948) építőmérnök, a Mérnök- és Építészegylet főkönyvtárosa tette működőképessé ezt a gyűjteményt, amely elsőként a MÁV-ba olvadt Déli vasút Mészáros utcai igazgatóságának harmadik emeletén kapott helyet, de ezt az épületet a MÁV 1939-ben visszaigényelte. Az új épületet az ekkor épp Magyarországhoz tartozó Kassán találták meg, de a vasúton átszállított teljes anyag évekig becsomagolva állt, kiállításként csak 1943. november 11-én nyílt meg. A helyválasztás nem bizonyult szerencsésnek, hiszen 1944 őszén Kassa visszakerült Csehszlovákiához.

Az ötvenes évek erőltetett fémgyűjtését igencsak megszenvedte a gyűjtemény, amíg 1954-ben létrejött a Műszaki Múzeum közvetlen elődjének tekinthető Műszaki Emlékeket Nyilvántartó és Gyűjtő Csoport. 1964-ben adták át a Kaposvár utcai főépületet, ami sokáig csak raktárként működött egy sebtében összeállított kis kiállítástól eltekintve. 1973. január elsejével jött létre az Országos Műszaki Múzeum, ami ugyan előrelépést jelentett, de a "raktárjelleg" így is megmaradt. Máig az egyik legjelentősebb gyűjtemény idehaza, amely nem kapott még klasszikus értelemben vett kiállítóteret.

2009-ben az Országos Műszaki Múzeumot egyesítették több más technikatörténeti múzeummal együtt a Közlekedési Múzeummal, így jött létre a Magyar Műszaki és Közlekedési Múzeum, amelynek ezen alegységét ezentúl Műszaki Tanulmánytárnak hívják.