Мисията на Националния природонаучен музей е насочена в няколко направления: фундаментални и приложни изследвания, управление и съхраняване на колекциите, разпространение на природонаучните знания чрез експозицията и популярната литература, обучение на докторанти и млади специалисти, експертна дейност.

 

НПМ е единствената национална институция, пряко ангажирана със съхраняването на научни колекции от живата и неживата природа от България и света. Основните приоритети на музея са изучаването на биологичното разнообразие, опазването на природната среда и еволюцията на организмите. Във връзка с това главната задача на НПМ е всестранното проучване на фауната, флората, фосилите, минералите и скалите на България и други страни. Развиваните научни направления са таксономия, фаунистика, зоогеография и екология на паякообразни, стоножки, насекоми и всички класове гръбначни животни; таксономия на фосилни бозайници, птици и брахиоподи; флористика; минералогия. Някои направления се развиват с предимство и в резултат на това НПМ се явява национален център по биоспелеология, по археозоология и палеонтология на гръбначните животни, по проучване на прилепите. Силно развити са и изследванията на насекомите.

Наред с научната се развива и музейната дейност по поддържане на експозицията и обогатяване и обработване на научните колекции. С това НПМ осъществява своята образователна и популяризаторска мисия. Годишно музеят се посещава от около 50000 (в някои години до 115000) души. Неговите зали служат за практически занятия на студенти и ученици. Организират се и временни изложби.