Die Gründung des Technischem Museums Wien geht darauf zurück, dass im auslaufenden 19. Jrh. mehrere technikhistorische Museen in ganz Wien verstreut und nur unzureichende Ausstellungsflächen und –möglichkeiten vorhanden waren. Diese Vielzahl an Museen unter einem Dach zu vereinen, war eine Idee, welche hervorging, nachdem eine geplante Gewerbeausstellung zum 60-jährigen Regierungsjubiläum Kaiser Franz Josephs I. nicht zustande gekommen war und man als Alternative in Penzing eben dieses Museum für Industrie und Gewerbe einrichtete.
Die Planung des Gebäudes sollte dem Gewinner eines Architekturwettbewerbes zugesprochen werden, an welchem rund 24 Architekten teilnahmen, unter denen sich Namen wie Ferstel, Wagner oder Loos befanden.

Der Gewinner war Hans Schneider. Am 20. Juni 1909 erfolgte die feierliche Grundsteinlegung durch Kaiser Franz Joseph, und im Juni 1910 wurde mit den eigentlichen Bauarbeiten begonnen. Der Rohbau des prachtvollen Jugendstil-Gebäudes war erst Ende 1912 fertig. Die Einrichtung und Fertigstellung der Ausstellungsräume dauerte abermals mehrere Jahre, bis das Museum am 6. Mai 1918 ohne Zeremonien für die Besucher seine Tore öffnete. Nachdem das Technische Museum im Zweiten Weltkrieg keinen Schaden davontrug, konnte es nach dem Ende des Krieges als erstes Museum Wiens wiedereröffnet werden. Nach langjährigen Umbauten und Sanierungsarbeiten sowie einem komplett überarbeiteten Ausstellungskonzept öffnete das Museum 1999 erneut seine Tore. Ein reiches Ausstellungssortiment findet der Besucher in den zahlreichen Abteilungen wie Energie, Natur und Erkenntnis, Musikinstrumente, Verkehr, Schwerindustrie, Dampfmaschinen, Medien und dem Virtual Reality Theater.