Le attività a cura del Laboratorio sono particolarmente intense poiché non riguardano esclusivamente le collezioni esposte nei Musei, ma anche gli ambienti che li ospitano, essi stessi patrimonio artistico della Santa Sede: ne sono un chiaro esempio l’appartamento Borgia, le Stanze di Giulio II dipinte da Raffaello e, non da ultima, la Cappella Sistina. Proprio il restauro di quest’ultima (1979 – 1993) è annoverato tra i più lunghi interventi mai realizzati dai restauratori del Vaticano e rappresenta uno degli eventi culturali più significativi della fine del XX secolo.

In particolare, il personale del Laboratorio è impegnato costantemente nello studio, nella gestione e realizzazione di interventi di restauro (sia opere mobili su tavola sia imponenti cantieri),  nella manutenzione ordinaria delle collezioni dei Musei e nel controllo preventivo dei manufatti oggetto di prestiti temporanei.
Nel caso di opere interessate da un prestito, vengono effettuati sopralluoghi di verifica delle loro condizioni  e successivamente elaborati condition reports riepilogativi di tutti i dati necessari a stabilire il consenso o meno al prestito.
La preziosa collaborazione con l’Ufficio Mostre prevede per i restauratori anche la partecipazione alle esposizioni in qualità di “corrieri”, ruolo che implica sia il controllo delle condizioni dell’opera prima e dopo l’imballaggio, sia il controllo delle fasi di allestimento nella sede espositiva.

Il Laboratorio dedica un’estrema attenzione al recupero dei manufatti dorati e al settore dei supporti lignei, in particolare al risanamento e all’evoluzione dei sistemi di contenimento. Massima considerazione si rivolge poi al restauro delle superfici storiche decorate.

Specialmente negli ultimi anni, il Laboratorio si è adoperato per una revisione tecnica della metodologia di analisi e intervento: l’introduzione di innovative tecniche di biorestauro ne è un chiaro esempio. L’utilizzo di microorganismi non patogeni selezionati nelle operazioni di pulitura e manutenzione di dipinti risulta, infatti, più efficace e sicuro dell’uso di solventi tradizionali, con enormi vantaggi sia per chi svolge il lavoro che per le superfici trattate.