Rannsóknir eru mikilvægur grunnur að varðveislu menningarminja. Þjóðminjasafninu ber að stuðla að menningarsögulegum rannsóknum á þjóðminjum. Rannsóknarstarfið tengist bæði einstökum varðveisluverkefnum þar sem stuðlað er að því að skipuleggja söfnun, skrásetningu og forvörslu og stærri rannsóknarverkefnum, þverfaglegum eða á sviði einstakra fagsviða, svo sem fornleifafræði, listfræði, sagnfræði, þjóðháttafræði og byggingarsögu.