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Pour les monuments appartenant à l’État, le LRMH peut réaliser tout ou partie de la gamme des interventions scientifiques, tout au long du chantier, et ce jusqu’à son achèvement, mais peut être amené, ponctuellement, à proposer un recours à des laboratoires extérieurs pour des analyses qu’il ne peut assurer lui-même. Ce domaine est le champ principal d’action du LRMH et sa mission première de service public. Pour les monuments historiques publics comme privés n’appartenant pas à l’État, le Laboratoire intervient dans le cadre du contrôle scientifique et technique de l'Etat. Il donne accès à ses archives concernant le monument, peut participer à un pré-diagnostic, suggérer des protocoles d’études scientifiques et techniques qui serviront de base à la consultation de laboratoires privés, évaluer les résultats que ces derniers produisent et assister ainsi les maîtres d’ouvrage et d’œuvre. Ce domaine est le deuxième champ d’action du LRMH.

Quel que soit le demandeur, le Laboratoire intervient à titre gracieux, son fonctionnement étant pris en charge sur l’enveloppe « Recherche » du ministère de la Culture.

Afin de répondre aux questions, les scientifiques du LRMH effectuent de fréquentes missions sur le terrain. Chaque année, ce sont près de cent-quatre-vingts [180] missions qui sont ainsi menées à travers la France et parfois à l'étranger. Ces déplacements peuvent-être uniques si l'étude ne nécessite pas de nouvelle intervention, mais pour certains monuments, en revanche, les actions du Laboratoire s'inscrivent dans le temps et c'est alors un véritable suivi qui se met en place. C'est le cas pour plusieurs pôles comme le pôle scientifique Grottes ornées qui chaque année organise des tournées en région pour suivre l'évolution des monuments rupestres d'Occitanie, de Nouvelle Aquitaine ou de la région PACA. D'autres pôles scientifiques peuvent avoir ce même fonctionnement, comme celui de la Pierre à Gavrinis ou Amiens, ou encore celui du Béton au palais d'Iéna à Paris. Dans cette perspective, les pôles scientifiques effectuent ou conseillent parfois sur certains monuments du "monitoring", c'est-à-dire la pose d'instrumentation pour récolter des données sur le long terme. C'est le cas, par exemple, à la Villa E-1027 d'Eileen Gray à Roquebrune-Cap-Martin dans les Alpes Maritimes.