Fondé par Jean Perrin en 1937, prix Nobel de physique en 1926, sa vocation est d'être le lieu de présentation active du savoir scientifique contemporain et d'instaurer un climat de confiance entre le public et la science. Pour ce faire, il a choisi de privilégier l'expérimentation et le contact direct avec le public en coopérant avec le système éducatif universitaire. Installé au Grand Palais dans le cadre de l'Exposition internationale des arts et techniques de 1937, il bénéficia d'une vaste surface et d'une entrée séparée de celle des autres manifestations. Dès sa fondation, il adopta une présentation par disciplines qui a l'avantage de s'insérer sans difficulté dans le cursus scolaire. Cette présentation est divisée en six départements scientifiques consacrés à l'astronomie (département auquel est rattaché le planétarium), à la chimie minérale et organique, à la physique (département qui occupe la plus grande surface), aux mathématiques, aux sciences de la terre (minéralogie, archéologie), aux sciences de la vie (biologie humaine et animale). La salle Eurêka permet aux visiteurs de retrouver eux-mêmes intuitivement les lois scientifiques fondamentales. Un septième département essentiellement consacré à la recherche vient s'y ajouter. En plus des salles d'exposition permanente, le Palais de la découverte organise des expositions temporaires élargissant sa présentation à d'autres points de vue : bilan de connaissance, références historiques, innovations technologiques. Des conférences et des activités pour les jeunes sont également proposées, de même que des projections de films et un accès à des services tels que la bibliothèque ou la photothèque. Parallèlement à ces activités, il édite une revue et du matériel pédagogique.