Järjepideva ja mitmekülgse teadustöö tulemusel on Saaremaa Muuseum maakonna juhtivaid teaduasutusi ja uurimistöö koordinaator, seda eelkõige ajaloo ja koduloo-uurimise valdkonnas. Teadustöö baasiks on poolteise sajandi jooksul kujunenud mitmekesised kogud, mis koosnevad enam kui 152 tuhandest museaalist (2012).

Muuseum on maakonna oluline õppekeskus, kelle üks oluline töösuund on mitmekülgne haridustegevus. Igal aastal korraldatakse ligi paarsada õpetusliku kallakuga üritust 3000–4000 inimesele, kelle hulgas on üha enam ka täiskasvanuid. Välja on töötatud ligi paarkümmend noortele ja vanadele mõeldud haridusprogrammi, mida huvilised saavad tellida.