Die Abteilung Restaurierung, Digitalisierung und Dokumentation ist häuserübergreifend für die Städtischen Museen Freiburg tätig. Hier laufen Forschungsprojekte, die Pflege der Sammlungen und die Vorbereitung von Ausstellungen zusammen. Zudem wird die Onlinesammlung der Städtischen Museen Freiburg im Rahmen der Digitalisierung im Museum gepflegt. Diese digitale Dokumentation stellt eine umfangreiche Informationsquelle zu kunst- und kulturgeschichtlichen, archäologischen, ethnologischen und naturkundlichen Objekten dar. Die Arbeit der Abteilung findet sowohl in den eigenen Restaurierungswerkstätten für Papier, Textilien, Kunsthandwerk, Archäologie, Ethnologie, Gemälde und Skulpturen als auch in den Räumlichkeiten des Zentralen Kunstdepots statt.