Les activités du Laboratoire comprennent aussi bien la conservation in situ des mosaïques de la collection vaticane – antiques, médiévales et modernes réalisées en marbre, en émaux, en micromosaïque et cosmatesques, placées sur le sol, sur les murs ou sur des meubles – que des interventions de restauration sur des mosaïques qui exigent un détachement, d’éventuelles intégrations en mosaïque (effectuées selon la même technique que celle de l’œuvre) et leur remise en place sur des panneaux légers et composables, en en conservant l’état d’origine intact.
Plusieurs facteurs déterminent la définition méthodologique d’une intervention conservative. Il faut en effet toujours tenir compte des conditions environnementales (l’état de conservation d’œuvres in situ – archéologique ou architecturales – sera différent par rapport à celui des œuvres muséalisées), les analyses, la finalité de l’œuvre (c’est-à-dire s’il s’agit d’œuvres exposées ou d’œuvres utilisées, comme les mosaïques placées sur l’itinéraire des musées et sur lequel le public marche) et l’état de fait (c’est-à-dire la conservation de ce que la pièce renferme d’inaltéré par rapport aux conditions de sa découverte).
Le Laboratoire possède en dotation une installation photographique zénithale novatrice, placée au plafond, qui permet d’avoir une documentation rapide sous forme digitale des mosaïques pendant la phase de restauration.