Das Landesamt hat ein weit gefächertes Aufgabenspektrum. Es erarbeitet Grundlagen und Leitlinien für die denkmalpflegerische Arbeit, zum Beispiel landeseinheitliche Kriterien zur Erfassung und Bewertung von Kulturdenkmalen und Gesamtanlagen. Es wirkt ferner auf ein landeseinheitliches konservatorisches Handeln hin und vertritt die fachliche Denkmalpflege innerhalb der Landesverwaltung und in der Öffentlichkeit. Zusammen mit den Regierungspräsidien bereitet es das Denkmalförderprogramm vor. Darüber hinaus hat es Beratungsfunktionen gegenüber den Referaten Denkmalpflege und gegenüber Dritten, insbesondere Eigentümern und Besitzern von Kulturdenkmalen. In Fällen von besonderer Bedeutung oder wenn für die Bewertung besonderer Fachverstand gefordert ist, wird das Landesamt frühzeitig beteiligt. Zusammen mit den Referaten Denkmalpflege führt es eine landesweite Denkmaldatenbank (ADAB) und unterhält zentrale Fachbibliotheken, Dokumentationen, Fachdatenbanken sowie weitere zentrale Dienste.

Im Landesamt ist auch der für ihre inhaltliche Konzeption verantwortliche Kernbereich der Landesarchäologie angesiedelt, der außerdem für ganz Baden-Württemberg archäologische Schwerpunktgrabungen plant, durchführt und auswertet. Als hoheitliche Aufgabe obliegt dem Landesamt die Erteilung von Nachforschungs-, insbesondere Grabungsgenehmigungen, z.B. für Wissenschaftler an Universitäten.

Denkmalpflege ist auf Verständnis angewiesen und muss der Öffentlichkeit vermittelt werden. Deshalb gehört zu den Aufgaben des Landesamts die Vorbereitung einer zentralen Öffentlichkeitsarbeit, die es in Abstimmung mit den regional zuständigen Regierungspräsidien und dem Ministerium für Wirtschaft und Finanzen durchführt. Die Herausgabe der vierteljährlich erscheinenden Zeitschrift „Denkmalpflege in Baden-Württemberg” gehört deshalb ebenso zu den Aufgaben des Landesamts wie die Koordinierung und Durchführung des jährlichen „Tages des offenen Denkmals”.