Suomen Metsästysmuseon perustutkimukseen kuuluvat museon kokoelmien taustojen selvittäminen ja syvennetty luettelointi. Tutkimusta tehdään näyttelyjen ja julkaisujen taustatyöksi. Yksittäisiin asiakastiedusteluihin vastaaminen saattaa myös vaatia tutkimustyötä.
Tutkimusyhteistyötä tehdään yliopistojen, muiden museoiden ja muistiorganisaatioiden sekä vapaiden tutkijoiden kanssa. Metsästysmuseon kokoelmista löytyy mielenkiintoista aineistoa eri alojen opinnäytetöihin, tutkimuksiin ja historiikkeihin.
Museon Metsästyksen muistitieto -hankkeessa kerätään suunnitelmallisesti metsästysperinnettä ja -kulttuuria haastattelemalla vanhoja metsästäjiä tai eri tavoin eränkäynnin parissa toimineita henkilöitä. Haastattelut talletetaan museon arkistoon tutkimuskäyttöön. Mikäli tiedät jonkun hyvän kertojan tai haluat itse kertoa muistojasi, ota yhteyttä museon henkilökuntaan.
Metsästysmuseon Metsästyksen muistitieto -hankkeen ensimmäinen haastattelu tehtiin 17.9.2010 eräneuvos Juha K. Kairikosta. Suomen tunnetuinta luonnonsuojelijaa, Pentti Linkolaa, haastateltiin hänen kotonaan Sääksmäellä vuonna 2017.
Lisäksi museo toteuttaa metsästykseen liittyviä perinteen ja muistitiedon keruuhankkeita yhdessä metsästäjäjärjestöjen ja toisten muistiorganisaatioiden kanssa. Viimeksi, vuonna 2024 Metsästysmuseo, Suomen Metsästäjäliitto, Eräkirjamessut ja Kansainväliset Erämessut järjestivät nuorille suunnatun eräaiheisen kirjoituskilpailun nimeltään Erälastut. Kilpailun tehtävänä oli kirjoittaa kaunokirjallinen erätarina, jonka tyylinä oli muistelma, fiktio tai runo.
Metsästysmuseo on myös mukana vuonna 2010 käynnistyneessä valtakunnallisessa Museoiden tallennus- ja kokoelmayhteistyö (TAKO) -hankkeessa. TAKO-hankkeessa mukana olevat museot ovat ryhmittyneet seitsemään yhteiskunnan eri osa-alueita tarkastelevaan pooliin. Metsästysmuseo on jäsenenä Ihminen ja luonto -poolissa.