中国科学家博物馆集“采集、馆藏、研究、展示、教育、宣传”功能为一体，致力于展示中国科学家形象、弘扬科学家精神、打造科技工作者的精神殿堂。本馆馆藏主要来源为根据国务院批复的《老科学家学术成长资料采集工程实施方案》，中国科协于2009年9月联合中央组织部、教育部、科技部、中国科学院、中国工程院等11部委共同发起实施老科学家学术成长资料采集工程（以下简称“采集工程”）。 

15年来，采集工程已先后启动674位科学家的学术成长资料采集工作，获得实物原件资料14.7万件、数字化资料34.5万件、视频资料47万分钟、音频资料56万分钟，涵盖了中国科学家在学术成长过程中的书信、手稿、科学仪器、著作、音视频和记录中国科技发展重大事件的相关文物、文献等珍贵史料，累计出版科学家传记和口述自传160余册，先后在全国33座城市举办科学家主题展67场，在全社会特别是科技界产生了广泛影响，为中国科学家博物馆建设提供了丰富藏品资源。

2010年7月，中国科协与北京理工大学共同建设馆藏基地（以下简称“馆藏基地”）。2024年4月，“馆藏基地”藏品搬迁至中国科学家博物馆。