Το Τμήμα Συλλογών και Εκθέσεων Γλυπτικής, Τοιχογραφιών και Ψηφιδωτών είναι υπεύθυνο για την έρευνα, καταγραφή, προστασία και ανάδειξη των μουσειακών αντικειμένων όπως γλυπτά, αρχιτεκτονικά μέλη, ανάγλυφα, επιγραφές κ.ά., τοιχογραφίες, κονιάματα, ψηφιδωτά που χρονολογούνται από την προϊστορική έως και την υστερορωμαϊκή περίοδο.

Επιπλέον, διαχειρίζεται και υλοποιεί συγχρηματοδοτούμενα προγράμματα, προετοιμάζει και οργανώνει εκθέσεις, αναπτύσσει επιστημονικές και εκπαιδευτικές δράσεις, διευκολύνει την πρόσβαση μελετητών στο αρχαιολογικό υλικό και αξιοποιεί τις τεχνολογίες πληροφορικής. Επίσης, παρέχει άδειες μελέτης και φωτογράφισης αρχαίων αντικειμένων, υποστηρίζει την επικοινωνία του μουσείου και διοργανώνει επιστημονικές εκδηλώσεις.