Le palais de la Découverte est un établissement public à caractère scientifique, culturel et professionnel. Il constitue un grand établissement au sens de l'article 37 de la loi n° 84-52 du 26 janvier 1984 sur l'enseignement supérieur et des textes pris pour son application, sous réserve des dérogations prévues au présent décret.

Le ministre chargé de l'enseignement supérieur exerce, en ce qui concerne la tutelle du palais de la Découverte, les compétences attribuées au recteur d'académie, chancelier des universités, par la loi du 26 janvier 1984 précitée et par les textes pris pour son application.

Le palais de la Découverte a pour mission de participer à la formation culturelle de toutes les catégories de la population dans le domaine des sciences et de leurs applications. Il est notamment chargé de familiariser, principalement par des expositions, l'ensemble du public avec les résultats et les méthodes de la recherche fondamentale, d'éveiller sa curiosité intellectuelle et de susciter des vocations en faveur de la science, de présenter les expériences qui sont à l'origine de ces recherches ou qui marquent leur aboutissement.

Le palais de la Découverte est organisé en départements scientifiques chargés, par discipline ou groupe de disciplines, des activités de présentation au public et en services généraux.
La liste des départements est fixée par le règlement intérieur de l'établissement.