中國遺產研究院有八個專業實驗室和壹個移動實驗室:
壁畫保護與修復實驗室:主要開展壁畫病害分析檢測、原因分析和壁畫保護修復工作。
紙和紡織品保護與修復實驗室:主要開展紙和紡織品文物病害檢測、原因分析、保護材料篩選試驗和保護修復。
石質文物保護修復實驗室:主要從事病害檢測、原因分析、保護材料篩選試驗和石質文物保護修復工作。
金屬與陶瓷保護修復實驗室:主要開展病害檢測、原因分析、保護材料篩選試驗、金屬文物保護修復等工作。
分析測試實驗室:主要從事各種樣品成分的分析測試。
古建築聯合實驗室:主要開展歷史建築構件基本力學性能、建築結構擬動力力學性能試驗、歷史建築健康監測與安全評估等。
竹木漆器保護修復實驗室:主要開展病害檢測、原因分析、保護材料篩選試驗和竹木漆器文物保護修復工作。
生物實驗室:主要開展文物生物病害的檢測、原因分析和防治研究，開展生物技術用於文物保護技術的研究。
移動實驗室:主要針對各類可移動和不可移動文物進行相關的檢測、保護和修復工作。