Dans son large champ disciplinaire, qui s'étend, par exemple, des mécanismes cellulaires et moléculaires de l'évolution et de l'adaptation à l'analyse des relations des sociétés humaines à la nature, le Muséum s'adresse à des publics très variés :
- étudiants et doctorants du 3^e cycle, par l'intermédiaire de l'école doctorale et des 12 diplômes d'études approfondies (DEA) organisés par l'Établissement ou auxquels il participe ;
- enseignants du secondaire, par l'intermédiaire des plans académiques de formation des maîtres proposés par les rectorats des différentes académies ;
- élèves du secondaire et du primaire, par l'accueil dans les départements d'action éducative et culturelle et les expositions temporaires, les " classes Muséum ", les diverses opérations nationales du type " Un chercheur, une classe ", " La main à la pâte ", les travaux personnels encadrés (TPE) ;
- tout public, par les cours publics, les conférences, l'accueil dans les départements, l'enseignement en ligne ;
- formations continues pour les professionnels, par les stages proposés à divers groupes constitués sur des bases disciplinaires ;
- accueil individuel de stagiaires de tous niveaux dans le domaine de l'histoire naturelle...

L'un des objectifs modernes d'une telle action vis-à-vis du grand public est de proposer aux citoyens les outils d'une réflexion responsable à l'égard de la nature et de l'environnement, entre une vision optimiste et permissive d'un monde robuste et résistant et une vision restrictive considérant, par exemple, toute disparition d'espèce, voire de population, comme une catastrophe écologique majeure. En plus des formations offertes, la réouverture en 2003 de l'amphithéâtre Verniquet, pouvant accueillir près de 350 personnes au coeur du Jardin des Plantes, sera l'un des instruments de cette politique.
Sensibiliser le monde scolaire à la biodiversité, à la dialectique de l'unicité et de la diversité du monde vivant et aux enjeux et difficultés de sa gestion durable peut et doit se faire aussi tôt que possible au cours de la scolarité : peu de prérequis sont nécessaires à la compréhension de ces questions, et une pédagogie concrète, testée notamment dans les " classes Muséum ", apparaît particulièrement adaptée. L'enjeu majeur est l'action de l'Établissement en vue de fournir aux enseignants concernés l'appui nécessaire pour leur permettre d'exercer eux-mêmes cette mission cruciale de sensibilisation. Il peut s'agir aussi bien de formation à des concepts nouveaux ou en évolution rapide, de fourniture de supports pédagogiques, que d'interventions ponctuelles dans un projet pédagogique global.