С 2004 года ЦГМ РК функционирует с официальным статусом научно-исследовательской организации, что послужило новым импульсом к совершенствованию как научно-исследовательской (в том числе и фондовой), так и культурно-образовательной работы.

Задачи научно-исследовательской работы музея: разработка теоретико-методологических и научно-прикладных проблем типологизации и этнокультурной атрибуции памятников истории и культуры; популяризация результатов научно-собирательской, научно-хранительской, реставрационной и исследовательской деятельности; осуществление международного и межведомственного научного и культурного сотрудничества в области музейного дела; организация археологических, антропологических, этнографических экспедиций и научных командировок; проведение научных исследований, издание научной, научно-популярной литературы в области профильных дисциплин, а также в музеологических научных дисциплинах.

Научно-исследовательская деятельность ЦГМ РК направлена на научно-методическое обеспечение процесса аккумуляции и передачи межпоколенной историко-культурной информации на основе систематической комплектации, научного изучения и популяризации предметов музейного значения. При этом, изучение фондовых коллекций ЦГМ как историко-культурного источника представляет научно-практический интерес, поскольку сегодня в исторической науке идет пересмотр прежних теоретических и методологических установок. В этой связи создание самостоятельного исследования, основанного на изучении обширного круга материальных и письменных источников, составляющих содержание многочисленных фондовых коллекций ЦГМ РК, дает возможность заново осмыслить и дать новую интерпретацию различным периодам отечественной истории.

Иследовательская работа ЦГМ РК проводится в области антропологии, этнологии, истории, археологии, музейного источниковедения и рукописей, а также в области научно-практических работ – учета, хранения и комплектования фондов, реставрации и консервации музейных экспонатов, каталогизации музейных коллекций, включая камеральную обработку, систематизацию и атрибуцию наиболее ценных музейных предметов. Одно из профильных направлений музейной работы как проектирование разнотематических экспозиций и выставок также представляет собой особый «опредмеченный» вид научно-публикаторской деятельности музея.

ЦГМ РК наряду с другими музеями Казахстана функционирует как институт для накопления, хранения, изучения и популяризации самых различных артефактов по истории и культуре Казахстана. Поэтому в своей научной деятельности ЦГМ РК активно привлекает музейные ценности, музейные артефакты самого различного происхождения, доселе неизвестные в отечественной историографии, в качестве надежной источниковой базы для изучения истории и культуры Казахстана.

ЦГМ РК в соответствии с Правилами аккредитации субъектов научной и (или) научно-технической деятельности (Постановление Правительства РК от 08.06.2011 г. № 645) в 2011 г. прошел аккредитацию в качестве субъекта научной и (или) научно-технической деятельности и получил официальное признание соответствия деятельности музея требованиям и стандартам, установленным законодательством Республики Казахстан (Свидетельство №001979 от 23.09.2011 г.).