Il a pour mission de conserver, restaurer et entretenir, les monuments et les collections placés sous sa responsabilité en y conduisant, sous le contrôle scientifique et technique des services du ministère de la Culture, des opérations visant à prévenir leur dégradation et à étendre leur durée de vie.  

Il doit également ouvrir et animer près de 100 monuments nationaux appartenant à l'État et répartis sur l'ensemble du territoire : l'abbaye du Mont-Saint-Michel, les châteaux d'Angers et d'Azay-le-Rideau, le château et les remparts de la cité de Carcassonne, l'Arc de triomphe et la Sainte-Chapelle, pour n'en citer que quelques-uns. Le CMN a pour vocation de rendre ces monuments accessibles au plus grand nombre, notamment aux publics prioritaires (éloignés de la culture ou en situation de handicap), et de contribuer à la politique d'éducation artistique et culturelle, notamment par l'accueil de nombreux publics scolaires. 

Il favorise, avec près de 400 manifestations par an, la participation des monuments nationaux à la vie culturelle et au développement du tourisme, en concertation avec les Directions Régionales des Affaires Culturelles, les collectivités territoriales et les réseaux d'institutions culturelles.