A megalakítását kezdeményező okiratot - Bugát Pál javaslatára - az 1841. május 28-án tartott pesti gyűlésen 134 orvos és természetvizsgáló írta alá. A szervező bizottság tagjai Bugát mellett Kubinyi Ágoston és Vajda Péter lettek. A Társulat első közgyűlését 1841. június 13-án tartotta, ahol Bugátot elnöknek, Kubinyit alelnöknek, Kovács Sebestyén Endrét jegyzőnek választották meg. Az évtized végére a Társulatnak mintegy 400, az 1860-as években 600 tagja volt. A szervezet 1869-ben indította első lapját, a Természettudományi Közlönyt, melynek első szerkesztője Szily Kálmán volt. 1895-ben létrehozták az állattani, kémiai-ásványtani, élet- és kórtani, növénytani, mikrobiológiai és mezőgazdasági szakosztályt, melyek egy része saját folyóiratot indított. A Társulat tagjainak száma 1912-ben 10 ezer, 1925-ben 25 ezer volt. Az első világháború után alapítványai elértéktelenedtek, anyagi helyzete csak az 1930-as években erősödött meg újabb adományok révén. Legnagyobb vállalkozása A természet világa című 11 kötetes mű volt, 1938-44-ben. 1953. április 29-én a Természettudományi Társulatot beolvasztották a szovjet mintára létrehozott, centralizált Társadalom- és Természettudományi Ismeretterjesztő Társulatba, amelyet több hasonló szervezetből gyúrtak össze. A szervezet 1958 óta Tudományos Ismeretterjesztő Társulat (TIT) néven működik. A Természettudományi Közlöny több névváltoztatás után 1968-tól A természet világa címmel jelenik meg.
