Les missions du Service des Musées de France comportent :

La maîtrise des collections
C'est aujourd'hui la préoccupation majeure de l'administration, du gouvernement, et depuis plusieurs années du Parlement et de la Cour des comptes. La tenue à jour de l'inventaire est une des missions de base de la profession de conservateur. Récoler les collections se résume en deux opérations : la conception d'un plan de récolement décennal (PRD) et l'exécution du récolement proprement dit, lequel consiste à vérifier, sur pièce et sur place, à partir d’un bien ou de son numéro d’inventaire, la présence du bien dans les collections ; sa localisation ; son état ; son marquage et la conformité de l’inscription à l’inventaire avec le bien ainsi que, le cas échéant, avec les différentes sources documentaires, archives, dossiers d’oeuvres, catalogues (...).
Le statut des collections 
Une seconde série de préoccupations porte sur le statut même des collections et des établissements qui bénéficient de l'appellation musée de France. Le développement de l'établissement public comme mode de gestion de collections majeures pour les ouvrir à des publics en nombre souvent très important dans une relative souplesse de gestion propre à permetttre de fructueux partenariats est un signe de la réussite de ce modèle, et il faut y ajouter d'autres formules comme le GIP (groupement d'intérêt public), l'EPCC (établissement public de coopération culturelle) ou le syndicat mixte qui sont à la disposition des collectivités propriétaires des collections pour réunir à leur service les financements venus de tous horizons et les tutelles potentielles (...). 

La circulation des biens culturels et le marché de l’art
Le service des musées de France accomplit aussi une mission dans ce domaine, en élaborant les dispositions législatives et réglementaires relatives à la circulation des biens culturels et à leur exportation ainsi qu’en coordonnant leur mise en œuvre au sein du ministère et en lien avec les services chargés du contrôle, tels que l’administration des douanes (...).
L'action territoriale 
Un troisième grand dossier, commun à tous les services de la direction générale, concerne l'action territoriale et l'aménagement du territoire (...). 
Les musées français dans le monde 
Enfin, les musées sont à la pointe de l'action internationale et de la diffusion culturelle du patrimoine français : les échanges d'oeuvres d'art et de biens culturels de tous ordres ne cessent de croître à l'échelle planétaire, et c'est jusqu'au modèle du plus ancien d'entre eux, le Louvre, que les musées de France voient leur réussite créer du "désir de musée" en dehors de nos frontières, comme on le voit à l'oeuvre à travers l'accord intergouvernemental passé entre l'émirat d'Abou Dabi et la France pour établir un partenariat avec l'établissement public et la création d’un musée universel bénéficiant de l’expérience muséale française (...).