文研院一贯秉承“以科研成果支撑工程项目、以工程项目实践促进科学研究工作，力争实现文物保护工程项目与课题研究的均衡发展”。近年，依托高句丽墓葬壁画原址保护工程、西藏大昭寺和哲蚌寺壁画抢救性保护修复工程、重庆大足千手千眼观音和潼南大佛等大型石刻贴近彩绘文物保护修复工程、承德避暑山庄古建筑彩画保护等国家文物保护修复的重点、重大项目，积极展开科研活动，使得文研院在壁画、彩绘泥塑、古建筑彩画、大型石刻贴金彩绘类文物保护修复技术等方面的研究取得长足发展，部分研究成果居于世界领先水平。
（一）墓葬壁画保护
自2009年起，通过近5年的大量系统的调查、勘察、试验研究等前期工作，针对高句丽墓葬壁画存在的主要问题：墓葬封土渗水、墓葬内部凝结水、壁画地仗层大面积脱落、壁画颜料层起甲脱落、壁画表面有害微生物污染、可溶盐结晶等病害，重点开展墓葬保存环境控制技术研究、壁画本体保护修复材料与工艺筛选、壁画表面有害物质清除技术筛选等工作，取得了重要研究成果，基本打开了解决危害高句丽墓葬壁画保存主要病害的突破口，为编制实施各类保护方案、开展保护抢救工作奠定了坚实基础。同时，对前期研究成果进行了系统总结，编辑出版了《文物保护科技专辑III——高句丽墓葬壁画原址保护工程前期研究与调查》，在墓葬壁画保护理念和技术手段方面均有所创新和突破。
围绕高句丽墓葬壁画原址保护问题，在大量前期研究成果的基础上，取得了：“首先进行墓葬封土防渗水施工，其次进行壁画本体保护修复，第三实施相对湿度、光照度控制、合理组装通风，最后实施科学合理的展示设计及预防性保护措施”的工作程序等重要共识。
在做好墓葬建筑防渗水工程方案设计和施工的同时，重视壁画本体保护修复工作，以文研院基本科研业务费课题“高句丽墓葬壁画颜料层病害修复材料筛选研究”、“高句丽墓葬壁画地仗层病害加固修复材料筛选研究”等研究成果为依据，在“高句丽墓葬壁画原址保护技术”研究成果的基础上，编制了《高句丽麻线一号墓壁画本体保护修复方案》、《高句丽五盔坟5号墓壁画保护修复方案》、《高句丽五盔坟5号墓和麻线一号墓微生物及环境监测方案》。
（二）建筑壁画保护
自成功实施山西永乐宫壁画保护以来，建筑壁画的保护修复一直是文研院的传统优势领域，完成了“承德安远庙清代壁画保护方案设计”等许多建筑壁画的保护修复工作。其中较为典型的是四川成都武侯祠壁画保护修复项目。该项目不仅按照上述工作思路进行方案设计，而且通过保存环境监测数据分析，发现武侯祠博物馆内水系分布较多，地下渗水严重，壁画和彩绘泥塑展柜内的湿度较大且变化幅度大，致使塑像、壁画下部发生酥碱病害，贴纸湿软脱落等；空气中浮尘较多，塑像积灰严重；照明灯光有发热现象，塑像面部变色较多；旅游高峰期游客容易扎堆长时间停留，改变局域小环境等现象，根据以上调查结果，对武侯祠壁画和彩绘泥塑的预防性保护提出了对策与建议。
2010年西藏自治区文物局拟对哲蚌寺殿宇建筑进行维修，其中的措钦大殿由于墙体变形严重，拟对该部分墙体进行整形与整体加固，这部分墙体主要集中分布在措钦大殿的龙布拉康殿四壁、三世佛殿四壁以及内转经道西壁内墙和北壁内、外墙等处。由于内转经道西壁内墙墙体变形最为严重，壁画中间部位空鼓达10cm，壁画必须采取加固、揭取，而后待古建筑墙体加固与整形维修完成后，再将壁画原位复原回贴。
由于壁画地仗层极厚、极脆，墙体变形导致壁画开裂、错位、破碎严重，且存在大量不规则裂隙，同时受操作空间极为狭窄等多种因素的综合影响，使得该项工作的难度极高。加之，为了尽量减少壁画揭取过程对壁画造成的不可逆损伤，以及考虑到后期壁画的整形、复位对接画面、原位回贴等工作，在划分壁画切割块时尽量利用壁画已有裂隙，以减少切割缝，但随之而来的是壁画分割块极不规则，使得壁画揭取工作难上加难，并增加了后续壁画原位回贴时的工作难度。
为此，基于哲蚌寺壁画地仗层材料分析结果，针对哲蚌寺壁画地仗层使用材料的特点，选择与原地仗层材料成分完全相同的烧阿嘎土作为裂隙修补、空鼓灌浆加固、揭取壁画回帖材料，进行实验研究。从阿噶土的物理化学性质、微观结构入手，采用x射线衍射方法分析不同温度下烧制阿嘎土的主要矿物成分和相对含量变化进行比较研究。最终选择1000℃烧阿嘎土分别掺加适量石英砂和粉煤灰的试块进行物理力学性能测试及耐候性能试验，表明砂浆试样的抗折抗压强度较高、吸水率较强、透水压力较低、收缩变形率很小。
内转经道壁画揭取后的修复、回贴均采用高温焙烧的阿嘎土为主要材料，既满足了补强壁画地仗层的作用，又不会造成修复材料和原壁画地仗层材料之间的差异排斥。此次壁画揭取回贴的成功实施，为今后藏区此类壁画的修复提供了典型范例。
（三）石窟壁画保护
近年，文研院围绕新疆龟兹石窟壁画和大同云冈石窟壁画的保护修复而开展研究工作。龟兹地区的佛教遗迹，在伊斯兰教取代佛教的过程中，遭到历史性的破坏， 20世纪初叶，一些外国探险家不择手段的切割盗取，壁画损毁状况十分严重。加之风沙、强阳光辐射、温湿度剧烈变化等环境因素的长期影响，使壁画出现支撑体风化、地仗层酥碱、壁画空鼓和大面积脱落、颜料层起甲、粉化等诸多病害，严重威胁着现存壁画的长期保存与展示。其中尤以支撑体风化、壁画空鼓、地仗层酥碱、颜料层起甲及粉化脱落病害最为严重。为此，文研院与龟兹研究院合作，针对壁画起甲好酥碱病害的修复，以病害机理研究为突破口，筛选适用于龟兹石窟壁画保存环境特征的材料，以及相适应的工艺。
（四）馆藏壁画保护
文研院虽然是开展馆藏壁画保护修复研究最早的单位，但近年保存馆藏壁画较多的单位，例如陕西历史博物馆、陕西考古研究院、河南古代艺术博物馆逐渐形成了自己的技术优势，但这些技术仅适用于特定地区出土、揭取的馆藏壁画。近年，随着文研院承担的“濒危馆藏壁画抢救性保护工程——馆藏壁画保护综合研究”课题的顺利完成，形成了普适性的研究成果，并以这些研究成果为支撑，积极开展新疆、内蒙古等地区的馆藏壁画保护修复工作，例如新疆库木吐喇石窟已揭取壁画的保护修复，以及内蒙古赤峰地区馆藏壁画的保护修复。
2007年，在财政部支持下，文研院向国家文物局申请了“濒危馆藏壁画抢救性保护工程——馆藏壁画保护综合研究”课题。该课题通过陕西、河北、山西、内蒙古、河南、四川、辽宁、吉林、新疆、西藏等地不同类型馆藏壁画保存现状的调查，基本理清了我国馆藏壁画的整体保存状况以及保护修复中存在的主要问题。以陕西唐代墓葬壁画、内蒙古明代寺观壁画为重点，以河南东汉墓葬壁画、四川和西藏寺观壁画、新疆石窟壁画等揭取的壁画作为辅助研究对象，依据馆藏壁画的特点，应用高清晰摄影、多光谱摄影、激光三维扫描及数据合成技术提取和研究馆藏壁画信息，开展了壁画保存现状调查、壁画价值评估、壁画制作材料工艺判定、壁画颜色评估、壁画保护技术优化等相关研究工作。同时，全面总结了我国自20世纪50年代至今的馆藏壁画保护修复技术，形成了系统的馆藏壁画保护修复技术，建立了基于GIS系统的馆藏壁画病害调查统计方法和基于数字化的馆藏壁画模拟修复技术，在馆藏壁画钙质土垢、残留胶以及霉菌清理与预防等方面取得了突破。示范性保护修复陕西、内蒙古、河南、新疆、四川等地不同类型濒危馆藏壁画40余平方米，课题成果以《馆藏壁画保护修复技术》出版。
（五）彩绘泥塑保护
彩绘泥塑的保护修复是文研院应全国文化遗产保护之需求于近年发展起来的新领域。彩塑佛像是中国传统彩绘泥塑中极为重要的组成部分。但由于各地的古代寺院大多残毁，得以保留下来的彩塑佛像少之又少。对于彩绘泥塑的保护，当前国内的研究热点主要集中于彩塑佛像的传统制作工艺以及文物保护修复方面的选材、方法，木骨架的木材种属鉴定、泥胎成分分析、颜料分析方面，缺乏对于不同彩绘泥塑在保护修复过程之中共性问题的研究，鲜有能够将科学分析与保护技术很好结合的研究成果，难以形成相对完整的彩塑保护修复技术体系。为此，文研院以“承德安远庙佛像及陈设科技保护方案”、“承德普宁寺大乘之阁殿善财龙女保护研究及保护方案”为突破口，通过现状调查、保存合计监测、彩绘制作材料与工艺研究、病害原因分析、实验室修复材料筛选、现场加固工艺试验等工作，进行了方案设计。
设立“X射线检测技术在古代佛像保护中的应用”课题。该课题通过对承德安远庙、殊像寺和北京智化寺三处佛像的现场调查、病害分析、X光片拍摄方法及其数据解析的研究和总结，研究了X射线探伤技术应用于不同环境、不同组成材料的佛像内部结构及保存状况的探查技术。课题研究结果表明，通过X射线检测技术对佛像的调查和解析能够更清晰的了解古代彩绘泥塑的制作工艺信息，能够在不损伤塑像的情况下更为清晰的了解古代塑像，尤其是塑像内部的保存状况，且能够分析工艺、材料之间的关系，为塑像的修复提供重要参考依据。
（六）古建筑彩画
古建筑彩画是中国古代建筑特有的装饰形式，是古代建筑的重要组成部分。彩画作为历史遗存，不仅具有极为重要的历史、艺术价值，而且承载了传统文化的诸多信息。为了研究古建筑彩画制作材料与工艺，设立“古代建筑彩画材料成分分析与保护研究”课题。该课题通过对明清古代建筑彩画材料，特别是地仗层材料的剖析和研究，建立了古建筑彩画制作材料和工艺分析的系统方法，并进行了传统材料在彩画保护中的应用研究，为建立古建筑彩画科学保护的系统方法提供了基本依据。
近年，文研院承担并完成了多处古建筑彩绘抢救性保护修复工作的方案设计，包括“北京恭王府旧彩画保护修复方案”、“承德安远庙清代彩画保护修复方案”、“承德普佑寺清代彩画保护修复方案”、“承德溥仁寺清代彩画保护方案”、“承德殊像寺清代彩画保护方案”、“龙王庙行宫彩画保护修复方案”、“沈阳故宫古建筑彩画保护修复一期方案”、“曲阜孔庙古建筑彩画保护修复方案”，这些方案均已获得国家文物局组织的专家评审。
在进行古建筑彩画抢救性保护修复方案设计的同时，文研院也积极承担其中一些工程技术难度较大、或文化价值较高的彩画保护修复施工项目，例如承德殊像寺清代彩画保护修复工程，以及曲阜孔庙古建筑彩画保护修复工程。
（七）大型石刻贴金彩绘
大型石刻贴金彩绘的保护修复是文研院依托重庆大足石窟千手千眼观音和潼南大佛项目而于近年发展起来的一个新型领域。项目伊始，在文研院专项业务费中列入“西南地区石刻贴金彩绘文物保存现状调查”项目，对川渝地区的大型石刻贴金彩绘文物保存现状进行了全面调查，发现我国川渝地区的石窟统计彩绘文物不仅数量众多、文物价值很高，而且社会影响极大，以作为世界文化遗产的大足石窟为例，就有“上朝峨眉，下拜观音”之说。但受潮湿环境、酸雨污染的长期影响，川渝地区的石刻贴金彩绘均存在严重病害，亟需抢救性保护修复。为了解决石刻贴金彩绘保护修复的技术问题，在文研院基本科研业务费的支持下，设立“重庆大足千手观音金箔合金破坏状况及其保护对策研究”课题。该课题在对千手千眼观音造像保存环境以及传统贴金工艺深入调查的基础上，通过现场无损分析（便携三维视频显微镜、便携能量色散X射线荧光光谱仪（EDXRF）、便携显微拉曼光谱仪、便携红外光谱仪、色差计）与取样分析（金相显微镜、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱仪、红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、俄歇电子能谱仪（AES）、X射线光电子能谱（XPS））相结合的方法，对岩石、胶结材料、贴金层进行了全面分析，研究了石刻贴金彩绘破坏机制，并通过模拟环境腐蚀试验证明了金胶漆作为一种有机粘结剂，在千手千眼观音造像所处环境下，耐老化能力差，且石膏地仗层能够加速金胶漆层的破坏，而金胶漆层的老化又会导致金箔合金层的腐蚀破坏这一重要结论。
在该课题研究成果的基础上，以文研院为主体，组织敦煌研究院、清华大学环境科学学院、重庆大足石刻艺术博物馆等单位的科研人员，分别从“千手观音加固、补形与彩绘修复”、“千手观音旧金箔回帖与封护”、“千手观音雕刻岩体内部结构状况调查”、“千手观音三维信息留取及虚拟修复”、“千手观音大悲阁微环境监测与预警”、“千手观音修复效果及本体跟踪监测”、“千手观音小环境治理工程”、“千手观音造像抢救性保护工程修复技术培训”等方面入手，编制了《大足石刻千手观音造像抢救性保护工程总体保护修复方案》，并由文研院组织保护修复工程的实施。
潼南大佛是文研院承担的由一处大型石刻贴金彩绘保护修复项目，造像通高18.43米，肩部宽度8.35米，通体饰金。潼南大佛作为文化遗产，其价值是多方面的，大佛修造历时290年，经历了佛、道二教协作的过程，在我国的宗教造像史上极为罕见，也是佛教文化在中国本土传播并与本土宗教文化融合的例证。由不同时期工匠共同完成的造像在整体造型和工艺上的和谐统一，显示了我国古代工匠对工艺传承的高度重视与卓越贡献；在构造上的完整性与稳定性也再次印证了古代设计师与工匠的智慧与胆识；后世历代工匠对大佛的修缮痕迹向我们揭示了传统造像、装銮工艺与保护修复工艺之间的有机结合，传统装銮材料与修复材料的遗存也为我们研究传统工艺提供了重要线索。
与大足千手千眼观音造像相比，潼南大佛除体量更为巨大外，其制作材料和工艺更为复杂多样。例如其发髻制作采用了石质和泥塑两种，泥塑工艺是在石质基座上树立木骨，木骨上缠麻后泥塑成型、胎体表面贴有麻纤维层，之后彩绘。再如大佛表面大部分以髹漆贴金工艺进行妆銮，局部饰以彩绘。面对石质、贴金、彩绘多种材料与工艺的交织，地区环境持续高湿等问题，对大佛本体进行了系统勘察、分析，经多次咨询专家，形成了具有指导意义的现状评估与对策研究报告。
在实施过程中借鉴川渝地区具有地方特色的造像形制，对缺失发髻部位的修复进行审慎论证，坚持保证文物安全的原则，采用灌浆、加固、回帖的方法，对大佛胎体严重风化的泥岩夹薄层状砂岩进行了加固；在研究大佛胎体制作、地仗制作、不同时期的贴金工艺的基础上，对传统髹漆、贴金工艺进行了发掘与应用；采取控制部分裂隙水源、设置脚部周边排湿通道、疏通毛细水扩散路径等方法，以减小渗水对造像本体的侵蚀。工程被评为2012年度“全国十佳文物维修工程”。
（八）援藏、援疆、承担国家急、难、险、重任务
文研院是最早开展文化遗产保护修复领域援藏、援疆工作的单位之一，援藏、援疆也历来是文研院工作的重点。在壁画保护修复方面，20世纪80年代起就开始大昭寺和布达拉宫壁画的修复工作。进入21世纪，随着西藏文物保护三大工程以及其它国家重点文物保护工程的实施，文研院对西藏多处寺院的壁画进行了抢救性保护修复方案设计，并量力而行地承担实施了一些重大、重点寺院壁画的抢救性保护修复工程。在援疆工作方面，充分发挥文研院技术力量的综合优势，在文物保护规划、石窟及其壁画保护修复中成效显著。
近年，文研院承担了多项西藏世界文化遗产及国家重点文物保护单位的壁画抢救性保护修复方案设计工作，计有：“西藏布达拉宫西印经院壁画抢救性保护修复方案”、“西藏大昭寺壁画抢救性保护修复方案”、“西藏哲蚌寺壁画抢救性保护修复方案”、“西藏扎什伦布寺壁画抢救性”、“西藏扎塘寺壁画抢救性保护修复方案”、“西藏白居寺壁画抢救性保护修复方案”，这些方案均已获得国家文物局组织的专家评审，有些方案业已完成施工，为有效保护西藏珍贵文化遗产做出了应有贡献。
近十年，文研院共计修复完成布达拉宫西印经院壁画400余平方米、大昭寺壁画4000余平方米、哲蚌寺壁画近1000平方米。
尤其是哲蚌寺措钦大殿内转经道壁画的修复，依据古建筑维修设计方案，将古建筑变形墙体上的壁画进行揭取与原位回帖。因壁画地仗层极厚、极脆，墙体变形导致壁画开裂、错位、破碎严重，且存在大量不规则裂隙，同时受操作空间极为狭窄等多种因素的综合影响，使得该项工作的难度极高。在其他单位无力承担的情况下，文研院领导知难而进，承担了这一具有挑战性的工作。最终，在自治区以及拉萨市文物局的大力支持下，在哲蚌寺管委会的大力支持与配合下，在全体工程技术人员的共同努力下，将这些壁画全部安全地揭取下来，并最终实现了原位复原回帖，取得了圆满成功。
为响应党中央援助新疆的号召，依据新疆维吾尔自治区文物局与文研院签订的关于合作开展新疆文物保护工作的《框架协议书》，发挥文研院技术优势，以提高新疆地区古代壁画保护修复水平，经与新疆自治区文物局和新疆龟兹研究院协商，文研院在新疆龟兹研究院设立“古代壁画保护工程技术研究新疆工作站”，负责新疆地区的壁画保护修复及其研究工作。
文研院作为文化遗产保护领域国内唯一的国家级科研单位，积极承担“急、难、险、重”任务。除上述高句丽墓葬壁画原址保护工程、西藏大昭寺和哲蚌寺壁画保护修复工程、重庆大足千手千眼观音和潼南大佛大型石刻贴金造像的保护修复工作外，四川汶川“5·12”特大地震后，承担并完成了七曲山大庙壁画和彩画抢险加固工程。
