З поділом музеєзнавства на загальне та спеціальне пов'язані два напрямки, в рамках яких протікає науково-дослідницька робота музеїв, що є основою функціонування музею, одним з необхідних умов його існування.
Перший напрямок дослідницької роботи - вивчення музейних об'єктів (музейних предметів, їх колекцій і зібрань, нерухомих пам'яток, середовища, нематеріальних об'єктів спадщини) - пов'язане з профільними науками, джерельної матеріал яких представлений в музеї: історією, етнографією, археологією, геологією, біологією, мистецтвознавством і т. д. Науково-дослідницька Раоота в музеї, як і в інших наукових установах, визначається напрямками, характерними для сучасного стану відповідних галузей науки. Музейні дослідження з наукових дисциплін, як правило, передбачають можливість подальшого використання їх результатів в музейній роботі.
Історія розвитку музеїв дозволяє простежити постійний зв'язок даних досліджень з профільними галузями науки. На різних етапах цього розвитку музейні зібрання ставали базовою основою для фундаментальних і прикладних досліджень, що проводяться в цілому ряді областей науки; в музеях працювали видатні вчені, в їх стінах робилися важливі для науки відкриття, створювалися фундаментальні праці. Найбільш очевидний зв'язок з наукою музеїв науково-дослідних інститутів і вузів, таких як, наприклад, музеї Академії наук, Московського, Казанського, Томського, Новосибірського та інших державних університетів. Такі найбільші музеї, як Державний музей образотворчих мистецтв ім. А. С. Пушкіна, Державний історичний музей. Політехнічний музей, Державний музей-заповідник «Московський Кремль», Державний Ермітаж, Державний Російський музей, Третьяковська галерея та ін. Завжди були великими центрами досліджень, що проводяться в рамках відповідних галузей наукового знання. Багато музеїв є основними науково-дослідними центрами для своєї території. В системі Академії наук було створено ряд літературно-меморіальних музеїв, які отримали статус центрів за відповідними розділами літературознавства (музеї А. С. Пушкіна, Л. Н. Толстого, А. М. Горького). Деякі меморіальні музеї представляють собою єдині або провідні установи, в яких в повному обсязі ведуться дослідження життя і діяльності тієї чи іншої видатної особистості, вивчається якусь конкретну подію. До їх числа можна віднести, наприклад. Музей-заповідник Л. Н.Толстого «Ясна поляна», Меморіальний музей А. Н. Скрябіна. Однак і в невеликих музеях достатньо можливостей для організації важливою і творчої дослідницької роботи в різних галузях знання. Можна також констатувати, що нині, як це було і в дореволюційні роки, в багатьох музеях працюють вчені, які мають наукові ступені і звання.
Другий напрямок - музеєзнавчого дослідження - є загальним для всіх музеїв і розвивається безпосередньо на базі музеєзнавства і суміжних з ним дисциплін (соціологія, педагогіка, психологія). Дослідження, що проводяться в рамках цього напрямку, охоплюють області документування, тезаврирования, комунікації, історії та історіографії. До групи музеєзнавчого дослідження як наукова дисципліна відносяться загальнотеоретичні музеєзнавчого дослідження, дослідження історії розвитку музейної справи, музеїв різних видів та груп, територій, окремих музеїв; розробка концепцій музеїв і окремих напрямків музейної діяльності - проблем забезпечення фізичного збереження музейних колекцій, форм і методів культурно-освітньої діяльності, наукове проектування експозицій і виставок, соціологічне вивчення музейної аудиторії.
Одне з найважливіших напрямів науково-дослідницької діяльності музею - розробка концепції музею, яка повинна включати всі функціональні характеристики, що відповідають окремим напрямкам. Дослідницький аспект комплектування є фундаментом формування музейного зібрання, а науковий підхід до комплектування повинен забезпечити в майбутньому розвиток всього музейного організму. Розробка критеріїв відбору матеріалів в фондова збірка з метою документування процесу історичного, природного, культурного розвитку здійснюється відповідно до мети і завдань конкретного музею. Дослідницька робота з музейними фондами зосереджена в першу чергу на вивченні музейних предметів і колекцій і розкритті їх наукового, історичного, мистецького значення.
Особливим напрямком дослідницької роботи з фондами є також розробка наукових основ збереження музейних предметів. Головний напрямок дослідницької роботи в експозиційної сфері - створення наукової документації експозиції або виставки (наукове проектування). У культурно-освітньої роботи присутній ряд аспектів дослідницької роботи, які створюють основу для розвитку цієї динамічної сфери музейної діяльності. З огляду на особливості сучасного розвитку музею, коли відбувається посилення взаємодії музею і суспільства, особливо актуальними стають проблеми вивчення музейного відвідувача, яким займається музейна соціологія.
В рамках одного музею існує взаємодія між науково-дослідною роботою першого і другого напрямків. З одного боку, враховується все те нове, що відбувається в профільних науках, джерельної матеріал яких зберігається в музеї. З іншого боку, всі досягнення і відкриття в області профільних досліджень знаходять переломлення в дослідженнях музеєзнавчого, що проводяться в усіх напрямках музейної діяльності.