馆址位于市中心的朝天宫，这是江南最大的古建筑群，是江苏省重点文物保护单位之一。

　　南京市博物馆有一支专业考古队伍，负责南京地区的地下墓葬和遗址的考古发掘和调查工作。大量的田野考古收获，为研究南京地区的历史文化轨迹提供了丰富的资料。汤山南京直立人化石地点的考古发掘，出土了距今35万年的南京猿人头骨化石和一大批动物化石，这是在南京地区发现的最早的人类遗迹。该项考古被评为1994年全国十大考古发现，"九五"期间全国十大考古发现。《南京人化石地点》考古报告被评为"第二届夏鼐考古学成果奖"二等奖，"江苏省第二届文博学术论著奖"特别奖。南京象山等地一批六朝家族墓地的考古发掘，获得了六朝家族，特别是王氏、谢氏、李氏、高氏家族的墓葬规制与习俗的珍贵资料，被评为1998年全国十大考古发现。高淳薛城遗址的发掘，出土了大批的新石器时代文物，其中彩陶、玉器极为珍贵，是继南京北阴阳营遗址发现后，南京又一处新石器时代聚落遗址，被评为1997年全国十大考古发现提名奖。此外南京市博物馆的考古集中在南京地区的史前考古、六朝考古、明代考古等方面，收获丰硕。汤泉牛头岗古文化遗址的考古发掘、六朝建康城遗迹考古、六朝帝王陵寝考古调查、明故宫遗址考古调查、明代龙江船厂遗址考古调查，都是考古研究工作的重要课题。

　　南京市博物馆有十万件文物收藏，上溯远古，下迄民国，藏品内涵丰富，具有很高的历史、艺术和科学价值，是南京历史的见证。保管部承担了国家文物的收藏保管工作，并对藏品进行研究。在馆藏文物中，南京人头骨化石、青釉羽人纹盘口壶、青瓷莲花尊、王、谢家族墓志、青花萧何追韩信梅瓶、镶金托云龙纹玉带、渔翁嬉荷琥珀杯等一批文物蜚声中外，是个历史时期的文物精粹的典型代表。在藏品研究方面，已出版了《六朝风采》、《金与玉》、《南京市博物馆藏印选》、《明代官服首饰》等，藏品介绍在《南京文物精华》、《南京文化志》、《南京文物志》、《江苏省文物志》等书中都有一定的篇幅。丰富的馆藏是博物馆业务工作的基础。

　　陈列展览是博物馆的重要窗口，近年来，南京市博物馆定位于展示古都南京历史文化上，根据馆藏文物的特点，结合历史文献，举办了《六朝风采》、《明都南京》两个展示南京古都历史文化的基本陈列，其中《六朝风采》被评为"全国首届十大精品陈列"。为更好的合理利用文物，发挥馆藏文物的优势，还举办了《民国文物》、《六朝墓志》、《古砚》、《古玩》等专题性展览，给观更多的集中观赏的机会。此外，引进国外的文物艺术品展览，展示异域优秀文化，举办了《意大利贝利尼博物馆藏文艺复兴时期作品展》、《公元15-16世纪佛罗伦萨贵族服饰展》。馆藏文物多次远涉重洋，在美国、德国、英国、日本、韩国、新加坡等国展出，引起各地观众的极大兴趣。

　　宣传教育工作具有特色，有一支用中、英两种语言的讲解员队伍，在国家、省市讲解员比赛中多次获奖。有一套中、英、日文语音讲解系统，可以满足国内外观众的讲解需要。还有一支大学生义务讲解员队伍，在节假日做好参观引导及讲解服务。与60多所学校共建了教育基地、实习基地，广泛开展社会活动，每年的夏令营更是吸引了很多学生参加。

　　朝天宫古玩是南京市博物馆管理的民间收藏品交易市场，开办以来受到中外古玩收藏者的青睐，规模和影响越来越大，已成为以南京为核心的南北民间收藏品交易集散地，为国内十大民间收藏品交易市场之一。每到节假日人头攒动，场面火爆。市场监管部在朝天宫古玩的管理上不断加大力度，严格执行政策，规范市场，合法交易，策划活动，办出了特色。

　　保卫科但负责朝天宫古建筑群和博物馆的安全保卫工作，按照国家一级风险防范的标准做好工作，确保文物和馆舍安全。

　　办公室是全馆的中心枢纽，担负着全馆工作协调、往来接待、后勤保障、人事财务文档管理、基建、绿化、经营等工作。

　　华夏文化交流中心，担负着中外书画艺术界人士的艺术交流工作，以书画为友，切磋技艺，传承优秀传统书画艺术。

　　利用朝天宫古建筑群特有的古文化氛围，让人们理解读南京城市历史发展的进程，领略南京古都文化的精髓，欣赏南京历史文明的宝藏，是南京市博物馆多年努力的结果，朝天宫这颗被誉为金陵历史文化的明珠在现代都市中闪烁着璀璨的光辉，吸引着海内外无数的寻访者。