实验室已经成为国内外有一定影响的从事文物保护和考古科学研究的专业机构，并自1987年起，承担文化部文物保护技术上海检测站的职责。

实验室由文物保护技术、科学检测与鉴定、古代青铜和陶瓷工艺、专业期刊编辑出版4个业务部门构成。拥有金属类文物防腐蚀、纤维质及竹木漆器等非金属文物保护、文物保存环境监测及治理、文物病虫害防治及消毒、文物防震抗灾等常规或无损检测专业的研究能力。

除1994年日本政府无偿援助的X射线萤光波谱仪和X射线衍射仪外，实验室还添置了X射线萤光能谱无损检测仪、热释光测定年代系统、氮氧化物测定仪、空气污染监测仪、测色仪、显微硬度计、X射线机、铸造实验设备及造型材料检测等精密成套仪器设备和保护处理设备，为科学地开展保护和研究工作奠定了良好的物质基础。

实验室已完成出土铁器脱盐缓蚀保护、严重朽蚀饱水竹简的真空冷冻乾燥处理、东汉“水银沁”铜镜表面处理技术研究、陶瓷器热释光测定年代技术及其真伪鉴别研究、史前漆膜的分析鉴定技术研究、博物馆文物保存环境质量标準等40多项专题研究，其中1项获国家科委科技进步三等奖，21项获文化部、国家文物局、上海市科委等的科技进步奖。发表专着3本、论文集7本、科研论文及报告130多篇、翻译论文110多篇。多年来还为本馆、国内兄弟博物馆、国外博物馆及个人科学检测鉴定文物200多件，保护处理和检测文物数百件。

所负责编辑出版的《文物保护与考古科学》期刊，既是实验室的研究通报，又是目前向国内外公开发行的、国内文物科技领域的惟一一份正式学术刊物。

实验室的宗旨立足本馆，开展文物保护、科技考古、科学鉴定等研究及实施工作，同时面向社会，积极为文物收藏保护、文物修复、学术研究和社会教育提供技术支持。上海博物馆已经规划在“十五”期间对实验室进行改扩建，努力将其早日建设成为中国文物保护科学研究基地之一。