在博物馆中，看得见的是藏品和观众，看不见的是能耗——对于体量巨大的博物馆建筑来说，从不间断的运营，意味着源源不断的能源消耗。因此，节能减排，也是最能体现博物馆管理水平的重要方面之一。

建筑面积近20万平方米的中国国家博物馆，在改扩建工程中便十分重视节能减排工作，秉持“设计先行 科技助力”的理念，从节能管理制度到设备运行的精细化管理、节能台账的建档、节能的宣传及培训工作等，进行了整体规划并采取了一系列措施，节能效果显著——据统计，2011年，国博接待观众约370万人次，能源消耗总计8779.75吨标准煤；2012年，接待观众约537万人次，能源消耗总计10747.1吨标准煤；2013年接待观众约745万人次，能源消耗总计为7470.45吨标准煤。

据国家博物馆副馆长李六三介绍，该馆在设计之初便严格控制建筑的体型系数、窗墙比参数，将文物库房设置在地下二层，也极大地减少了空调负荷。同时，楼宇自动化设备监控系统，通过数据口与给排水系统、变配电系统、公共照明系统等子系统实现了通信或通过电气接点连接，便于集中监测和管理。此外，国博还在出入口增加了避风阁，以减少馆内外在不同季节的冷交换和热交换；同时，利用波谷电耗采用冰蓄冷方式降低了运行成本；利用变频技术节电，并实现了设备之间的能源转换；注重雨水收集和中水系统的建设，使水资源得到了重复利用。