Věnuje se analýze materiálů, multispektrálnímu průzkumu, monitoringu klimatických podmínek, kontrole kontaminace a dezinfekci, nebo vysoušení fondů poškozených vodou.
Laboratoře NK ČR se věnují průzkumu a analýze materiálů knižní vazby. Sledují degradační faktory, ověřují vlivy ošetření a konzervačních přípravků na fyzický stav knihovních dokumentů, monitorují a vyhodnocují klimatické parametry v depozitářích, studovnách a výstavních prostorách. V mikrobiologické laboratoři provádějí testy dezinfekčních a dezinsekčních prostředků, mikrobiologické kontroly knihovního fondu, individuální nebo hromadné dezinfekce napadených dokumentů. Laboratoře zajišťují provoz víceúčelové vakuové komory pro vysoušení knihovních dokumentů, nebo specializovaný průzkum poškozených textů a skrytých defektů s využitím obrazové analýzy, multispektrálního zobrazování i rentgenové radiografie. Své služby poskytují také dalším institucím spravující knihovní fondy. Laboratoře NK ČR jsou nositeli mnoha národních i mezinárodních výzkumných projektů s řadou vědeckých výstupů a publikací.