El personal del Laboratorio trabaja en la conservación, la restauración y el mantenimiento tanto de las Colecciones vaticanas —colocadas en exposición o en depósito— como de las obras de proveniencia extraterritorial.
Además de las intervenciones propiamente de restauración, en los últimos tiempos resultan cada vez más numerosas las operaciones de mantenimiento, expresión de una política de conservación en favor de la prevención y de una intervención no invasiva.
Por otra parte, compete al Laboratorio la supervisión de las obras externas que se lleven a cabo, para las que se contrata a empresas especializadas o a trabajadores externos.
Entre las principales obras de restauración todavía no completadas merece una mención especial la relativa a los Ángeles de Gian Lorenzo Bernini: siete imponentes modelos de fundición en tierra cruda amasada con paja que el artista utilizó para la fusión de las esculturas en bronce de la Cátedra de San Pedro. Hoy las esculturas en restauración están colocadas en un taller a la vista —construido expresamente en el patio adyacente a la Pinacoteca Vaticana— que permite a los visitantes seguir las obras en vivo.
El personal del Laboratorio, además, participa periódicamente en las diversas actividades de montaje museístico, a la revisión de sistemas expositivos nuevos o preexistentes, al desplazamiento y al control sistemático de las obras de su pertenencia, a la asistencia en los viajes así como in loco de las obras cedidas en préstamo con ocasión de exposiciones.
Para los restauradores es fundamental la colaboración interna con el Laboratorio de diagnóstico para la conservación y la restauración de los Museos Vaticanos, basada en la experimentación y la valoración de productos innovadores y metodologías a aplicar en la restauración.