上海博物馆于1960年建立了文物保护技术科学实验室，是国内博物馆系统成立的第一个实验室。至1995年，它已发展成为拥有书画文物保护、金属文物防腐蚀、漆木器保护、青铜器制作技术研究、古陶瓷成份分析、热释光测定文物年代、激光全息摄影、软Ｘ射线检测，以及博物馆环境监测等多种专业的综合实验室。自1987年起承担国家文物局文物保护技术上海检测站的职责。

上海博物馆1958年设立文物修复工场，主要是修复、复制本馆珍藏品，同时也为兄弟博物馆和国外博物馆修复文物、装裱书画。

37年来，修复了馆藏青铜器、陶瓷器1400余件，如原来残缺的商父丁卣，破碎成70多片的西周曲折雷纹卣，从废铜中抢救出来的一对残损严重的春秋早期龙耳尊，经过精工修复，恢复了原貌。

工场还装裱了馆藏书画1800余件，其中不少是流传有绪的重要文物，如王羲之《上虞帖》、唐孙位《高逸图卷》等，经过精心装裱，得以妥善保护。尤其是出土时已成“书饼”的《明成化说唱本》，经过文物保护科技人员与书画装裱能工巧匠的通力合作，使说唱本得以完善地保存。

为了陈列需要，工场还人工临摹了书画名家佳作30余幅，如临摹了唐孙位《高逸图卷》、宋赵佶《柳鸦芦雁图卷》、元王蒙《青卞隐居图轴》、明文徵明《春深高树图轴》等，按真本原大复制，无论尺幅、色调、气质，以及装裱工艺均与真迹无异，达到乱真的程度。这些临摹复制品，曾在日本、南斯拉夫、澳大利亚等国展出，各国 艺术家大为赞赏。

该馆还编著有图册《上海博物馆藏画》、《上海博物馆藏青铜器》、《上海博物馆藏陶瓷器》、《上海博物馆》、《上海博物馆藏印》、《上海博物馆藏明清法书》、《明成化说唱本》以及其他专题图册等数十种。年刊为《上海博物馆集刊》。