Το Εργαστήριο Συντήρησης Γλυπτών βρίσκεται στο ισόγειο του νέου κτιρίου επί της οδού Μπουμπουλίνας και ανοίγεται σε ένα μικρό εσωτερικό αίθριο.

Στο εργαστήριο γίνονται οι ακόλουθες εργασίες: σε όλα τα γλυπτά που εισάγονται εφαρμόζεται καταρχάς ένα διαγνωστικό πρωτόκολλο, το οποίο περιλαμβάνει μακροσκοπική και μικροσκοπική εξέταση στο ορατό, στο UV, VIL, RTI και κατά περίπτωση ραδιογράφηση με ακτίνες γ ή GPR για την απεικόνιση. Η εξέταση τεκμηριώνεται με φωτογράφηση που καταχωρείται στο δελτίο κάθε γλυπτού. Στη συνέχεια με βάση τη διάγνωση διενεργούνται εργασίες καθαρισμού, συγκόλλησης, συμπλήρωσης, αισθητικής παρουσίασης και κατασκευή προσαρμοσμένης βάσης για την ασφαλή στήριξη και ανάδειξη του γλυπτού.

Στα καθήκοντα του εργαστήριου είναι και η μετακίνηση γλυπτών με ανυψωτικά οχήματα, η γνωμάτευση σχετικά με την καταλληλότητα των αρχαίων να ταξιδέψουν σε εκθέσεις εντός ή εκτός Ελλάδας, η ανάπτυξη προδιαγραφών στη συσκευασία των γλυπτών προκειμένου να ταξιδέψουν σε εκθέσεις εντός ή εκτός Ελλάδας. Στο πλαίσιο των περιοδικών εκθέσεων οι συντηρητές συμπληρώνουν δελτία κατάστασης διατήρησης, επιβλέπουν τη συσκευασία, συνοδεύουν τα αρχαία και τα εγκαθιστούν στον χώρο και αντίστροφα για την επιστροφή τους στο μουσείο.

Εκτός από τις τρέχουσες εργασίες, το εργαστήριο συμμετέχει σε δύο ερευνητικά προγράμματα σε συνεργασία με το Μουσείο J. P. Getty. Πρόκειται για το Πρόγραμμα Αντισεισμικής Προστασίας αρχαίων γλυπτών που προβλέπει την κατασκευή και εγκατάσταση σεισμικών μονωτών σε εμβληματικά γλυπτά του μουσείου http://news.getty.edu/getty-museum-collaborates-on-seismic-mitigation-research-project-with-hellenic-ministry-culture-and-sports-and-national-technical-university-athens.htm και το πρόγραμμα APPEAR που επικεντρώνεται στη μελέτη με φυσικοχημικές τεχνικές ανάλυσης και απεικόνισης των πολύχρωμων Αιγυπτιακών νεκρικών πορτραίτων Φαγιούμ,

Επίσης στο πλαίσιο της επικοινωνιακής δράσης του μουσείου ΑΝΟΙΧΤΟ ΜΟΥΣΕΙΟ έχει διενεργήσει δύο παρουσιάσεις με τίτλους: «Πολύχρωμα και επιχρυσωμένα: ο κόσμος των αγαλμάτων αλλιώς» και  «Αποκαθιστώντας την ομορφιά: επεμβάσεις συντήρησης στο άγαλμα μιας άγνωστης Αφροδίτης».

Το Εργαστήριο Συντήρησης Γλυπτών στελεχώνεται από δύο συντηρητές αρχαιοτήτων και έργων τέχνης τον Ιωάννη Παναγάκο και την Πέπυ Τσακρή.