Od 2013 roku w Muzeum funkcjonuje Dział Architektury i Środowiska. Decyzja o jego powołaniu opierała się na kilkuletnim doświadczeniu, jakie było udziałem Pracowni Opieki nad Zabytkami Architektury, funkcjonującej w latach 2011-2012 w ówczesnym Dziale Konserwacji. Stwierdzono wtedy, ze trudno jest zarządzać stanem dekoracji na fasadach pałacu bez wiedzy i wpływu na stan dachów, przyziemia, stolarki okiennej i drzwiowej, a także zewnętrznych i ukrytych w murach pałacu instalacji technicznych. Konieczna okazała się integracja kilku pozornie odległych od siebie aktywności: konserwacji i prewencji, zarzadzania infrastrukturą techniczną i zasobami budowlanymi, monitoringu środowiska muzealnego oraz opieki nad wilanowskim stanowiskiem archeologicznym.
Pałac wilanowski, sam będący wysokiej klasy zabytkiem, stanowi strukturę / skorupę, w której przechowywana jest niezwykle bogata i cenna kolekcja wrażliwych na wpływy środowiska zabytków ruchomych: obrazów, rzeźb, mebli, tkanin. Ze względu na swą wrażliwość wymagają one odpowiednich warunków przechowywania (środowisko wewnętrzne), które są regulowane przez współczesną infrastrukturę techniczną, która od lat 60. XX wieku przenika zabytkowe struktury budowlane. Sam pałac jest bezustannie poddawany nieuchronnemu działaniu czynników wietrzenia (środowisko zewnętrzne) i jego dekoracje wymagają stałego monitoringu (w istocie są to 2 kampanie: zimowa i letnia) oraz interwencji i planowania prac konserwatorskich w długiej perspektywie. Parametry obydwu środowisk (wewnętrznego i zewnętrznego) są nieustannie monitorowane przez stale doskonalone systemy zbierające, przesyłające i wizualizujące dane na potrzeby konserwatorów, techników i ogrodników. Analogiczny model wzajemnego przenikania historycznej substancji ze współczesną infrastrukturą opisuje również stan tego, co w Wilanowie znajduje się pod powierzchnią ziemi. Dzięki takiej organizacji dokonuje się również istotne przewartościowanie tradycyjnego systemu odpowiedzialności w muzeum: technicy również stają się opiekunami zabytków, a zarządzana przez nich infrastruktura przestaje być rozpatrywana jako stan techniki, i staje się istotnym narzędziem prewencji konserwatorskiej.
W celu realizacji powyższych założeń w wewnętrznej strukturze Działu Architektury i Środowiska zostały wydzielone 2 wyspecjalizowane sekcje i samodzielne stanowisko:
1. Sekcja opieki nad zabytkami architektury i archeologii odpowiada za stan zabytkowej substancji 42 budynków, 43 budowli i 97 obiektów małej architektury należących do wilanowskiego zespołu pałacowo-parkowego. Same fasady i attyki pałacu zdobi 125 rzeźb, 332 płaskorzeźby, 484 kompozycje i 668 detali architektonicznych, co daje w sumie 1609 wydzielonych obiektów dekoracyjnych. Sekcja przechowuje również w odpowiednich warunkach i opisuje tysiące artefaktów wydobytych w latach 2003-2008 z wykopalisk archeologicznych o łącznej powierzchni 11 700 m. kw.
2. Sekcja opieki nad infrastrukturą techniczną odpowiada za stan infrastruktury cieplno-energetycznej, wodno-kanalizacyjnej i stan zasobów budowlanych w rozumieniu przepisów prawa budowlanego. Sekcja organizuje również przetargi na zaopatrywanie Muzeum w energię elektryczną i paliwo gazowe, a także prowadzi rozliczenia za zużycie wszystkich dostarczanych i odprowadzanych z Muzeum mediów. Oznacza to m.in. zarządzanie kilometrami sieci energetycznych, elektrycznych, oraz sieci wodnych i kanalizacyjnych, instalacjami automatycznego podlewania w ogrodach i parkach, 4 kotłowniami na paliwo gazowe o łącznej mocy 3535 kW, 5 komorami klimatyzacyjnymi w podziemiach pałacu, a także jedną z największych w kraju komorą fumigacyjną do dezynfekcji zabytków ruchomych.
3. Na stanowisku ds. badań środowiska muzealnego prowadzone są badania mikrobiologiczne dotyczące obiektów zabytkowych, a także monitoring skażenia mikrobiologicznego powietrza wewnętrznego i zewnętrznego, i na ich podstawie inicjowane stosowne działania sekcji technicznej Działu Architektury i Środowiska a także Działu Prewencji i Konserwacji w celu zminimalizowania zagrożeń mikrobiologicznych dla kolekcji. Jest to również miejsce rozwijania w Muzeum badań naukowych oraz nowych systemów monitoringu środowiska wewnętrznego i zewnętrznego w związku z postępującym procesem urbanizacji otoczenia wilanowskiego zespołu pałacowo-parkowego. Liczba będących w użyciu wszelkiego rodzaju rejestratorów sięga setki, i jest dalej powiększana.
Integracja wielkiej ilości tak różnorodnych danych jest możliwa rozwijanej w Muzeum bazie danych GIS, która jest możliwie najlepszym dostępnym odzwierciedleniem rzeczywistości, jako że uwzględnia przestrzenne odniesienia danych gromadzonych w tabelach wykresach i opisach. Każda informacja jest powiązana z miejscem, które opisuje, i w wirtualny sposób z tego właśnie miejsca dostępna. Podstawowa postać i funkcjonalność tego rodzaju bazy danych nie różni się niczym od doskonale znanych i powszechnie wykorzystywanych „szukaczy” czy „lokalizatorów”, reprezentowanych choćby przez popularne „Google Maps”. O powodzeniu jej zastosowania do celów opieki nad zabytkami decyduje kompetencja opiekunów poszczególnych zasobów, którzy tworzą odpowiednich warstw tematycznych w przestrzennej bazie danych GIS i mają wzajemny do nich dostęp, co eliminuje konflikty i wspomaga proces decyzyjny. Pewne warstwy tematyczne i zasoby muzealnej bazy danych GIS, które są wykorzystywane w pracy Działu Architektury i Środowiska, zostały udostępnione do publicznej informacji i są dostępne ze strony internetowej Muzeum:
Baza danych badań archeologicznych 2003-2008 (http://gis.muzeum-wilanow.pl/archeologia)
Baza danych dekoracji fasad pałacu wilanowskiego (http://gis.muzeum-wilanow.pl/elewacje).
Poza stałą opieką nad opisanymi powyżej zasobami Muzeum Pałacu Króla Jana III w Wilanowie Dział Architektury i Środowiska prowadzi również badania architektoniczno-konserwatorskie w zamku w Żółkwi (Ukraina), skąd Jan III do Wilanowa przybył, i dokąd częstokroć powracał. Badania te, prowadzone z inspiracji muzeum w oparciu o roczne dotacje Ministerstwa Kultury i Dziedzictwa Narodowego, są relacjonowane na specjalnie utworzonej stronie internetowej: http://www.zolkiew.wilanow-palac.pl/.