為加強藝術作品的保存維護，本館獨步全國優先申請到文化部前瞻計畫經費補助，籌設「美術科學研究中心」。臺南市美術館將藉由高端設備儀器保護藏品。本館蒐藏優質的藏品，除了達到美術館保存藝術作品，加強臺南文化價值的目的之外，亦同時提升美術館的有形與無形的資產，成為臺灣藝術史研究、展覽、學術研究及教育推廣的重要來源。

「美術科學研究中心」的責任在於強化南美館的典藏品檢驗修護能力，深化國內藝術品科學調查研究的能力，除了優先對過去幾年間蒐藏一千九百多件典藏品進行修護保存之外，最終目的在使本研究中心成為南臺灣的書畫修復中心。

最後，「臺灣美術發展研究中心」則由致力臺灣美術研究的專業學者構成，將針對如藝術家個人作品檔案研究、發展分期與時代背景等進行探究，成為未來本館籌畫展覽的基礎。

除了館內專業的資料整理與自發性的研究外，本館也將結合許多臺灣優秀的研究者，共同合作出版與臺南、臺灣相關的專書，將美術史重新整理爬梳，建立觀點。從地方美術出發，豐富臺灣美術史的內涵，打開更多可能。我們期許本館成為臺南、臺灣到亞洲或國際美術研究展覽的重心，打造兼具地方性與國際研究能量的新形態美術館。