I forbindelse med en omfattende utbyggings- og moderniseringsarbeide, avsluttet 1992, fikk museet en ny organisasjon, og museets virksomhet er fordelt mellom fem avdelinger: 1) fortid og middelalder med myntsamling, antikksamling, naturvitenskapelig avdeling og skipshistorisk laboratorium; 2) nyere tid med Dansk Folkemuseum, frilandsmuseet og Museet for Danmarks Frihedskamp; 3) etnografisk samling, bl.a. med inuit-kultur; 4) konservering; 5) dokumentasjon, kulturhistorisk sentralregistrering, drift og administrasjon.
Avdelingen for nyere tid og konserveringsavdelingen har sitt hovedsete i Brede. Utenfor København eier museet Æbelholts klostermuseum, vikingborgen Trelleborg m.m.
Ved siden av mange spesialpublikasjoner utgir museet årboken Nationalmuseets Arbejdsmark.