Pored rada iz domena osnovne delatnosti (prikupljanju, obradi i prezentaciji predmeta), Muzej je bio jedan od organizatora ili suorganizator svih istraživanja na području opština Novi Pazar, Sjenica i Tutin.

Prvi arheološki radovi u novopazarskom kraju izvedeni su daleke 1952. godine na lokalitetu Naprelje, 2 km istočno od Novog Pazara. To su bila sondažna istraživanja kojima su otkriveni ostaci naselja vinčanske kulturne grupe.

Nakon toga, 1957. godine, preduzeta su istraživanja crkve sv. apostola Petra i Pavla, poznatije kao Petrova crkva. Došlo se do saznanja da u arhitekturi ovog zdanja ima nekoliko faza koje pripadaju različitim vremenskim periodima, počevši od 6. pa do 17. veka. Ispod temelja Petrove crkve istražen je tumul u kom je sahranjivanje vršeno tokom bronzanog i gvozdenog doba, a u 6. veku pre nove ere tu je sahranjen i predstavnik domaće aristokratije čiji je grobni inventar, zbog svog bogatstva i značaja, ušao u naučnu literaturu pod imenom “Novopazarski nalaz”. Arheološka istraživanja u porti Petrove crkve odvijala su se i početkom devedesetih godina.

Nakon toga su usledila sistematska istraživanja manastirskog kompleksa Đurđevi Stupovi izgradjenog 1171. godine. Ova istraživanja su počela 1960. godine i sa manjim prekidima trajala do sredine osamdesetih godina. Uporedo sa arheološkim istraživanjima rađeno je i na konzervaciji objekata u kompleksu, prvenstveno na crkvi sv. Đorđa, zadužbini Stefana Nemanje.

Značajnu prekretnicu za arheologiju novopazarskog kraja predstavlja 1971. godina. Te godine je Sekretarijat za obrazovanje, nauku i kulturu SR Srbije obrazovao Komisiju za istraživanje kompleksa srednjovekovnog Rasa. Iste godine su počela sistematska arheološka istraživanja kompleksa na ušću Sebečevske reke u Rašku i to na lokalitetima: Gradina, Pećina, Trgovište – naselje i Trgovište – crkva sa nekropolom. Na svim ovim lokalitetima istraživanja su trajala do početka devedesetih godina. Nešto kasnije, 1973. godine, počela su i arheološka istraživanja manastirskog kompleksa Sopoćani, kao i rad na konzervaciji crkve, živopisa i otkrivenih ostataka manastirskih građevina.

Posle upisa Starog Rasa sa Sopoćanima u Listu svetske kulturne i prirodne baštine UNESKO-a, 1979. godine, učinjen je radikalan zaokret u ukupnom tretmanu i postupku zaštite i uređenja ove spomeničke celine. Obaveze preuzete Konvencijom o zaštiti svetske kulturne i prirodne baštine, inicirale su izradu Programa istraživanja, zaštite, uređenja prostora i korišćenja Starog Rasa sa Sopoćanima za period od 1984. do 1990. godine.

Sistematska istraživanja kopleksa srednjovekovnog Rasa odvijala su se do 1990. godine, kada je prestalo istraživanje naselja i nekropola na Trgovištu. Na Podgrađu su istraživanja manjeg obima nastavljena do 1994. godine. Za tih dvadesetak godina, skoro u potpunosti je istražen lokalitet Gradina sa znatnim delom Podgrađa i pećinskim manastirom sa ostacima crkve sv. Mihaila. U okviru srednjovekovnog naselja Trgovište istražene su ukupno 64 kuće koje su služile za trgovinu, a u isto vreme i za stanovanje, kao i pet crkava sa nekropolama. Navedenim crkvama treba dodati i ranovizantijsku grobnicu sa memorijom i baziliku na desnoj obali Raške.

U okviru Programa za istraživanje Starog Rasa sa Sopoćanima, rađeno je i na sistematskom rekognosciranju područja uz preliminarno sondažno istraživanje najznačajnijih lokaliteta. Sondirano je ukupno 18 lokaliteta: sedam utvrđenja, isto toliko crkvina i četiri naselja. U potpunosti su istražene crkve u Deževi i na Reljinoj gradini, kao i ostaci crkve i dela nekropole u Postenju i na lokalitetu Naprelje.

Novopazarska Banja je jedini lokalitet antičkog perioda na kom su vršena obimnija istraživanja. Tu je otkrivena manja kapela iz 3., crkva s kraja 4. i početka 5. veka i monumentalna bazilika iz 6. veka.

Od 1987. godine u okviru Programa za istraživanje Starog Rasa sa Sopoćanima počela su i sistematska arheološka istraživanja na lokalitetu Gradina u selu Postenju. Ovaj izvanredan lokalitet još više je dobio na značaju nakon iznete pretpostavke da se tu nalaze ostaci srednjovekovnog grada Rasa. Nakon iznete pretpostavke razvila se oštra polemika gde se nalazio srednjovekovni grad Ras, kako u naučnim krugovima, tako i u sredstvima javnog informisanja. Ova istraživanja su još uvek u toku i jedina koja se poslednjih godina odvijaju na području opštine Novi Pazar.

Pored Programa za istraživanje Starog Rasa sa Sopoćanima, teritorija koju pokriva Muzej “Ras” istraživana je i kroz druge projekte. Tako su praistorijski lokaliteti istraživani u okviru projekta “Etno-kulturni odnosi tokom bronzanog i gvozdenog doba u srednjem podunavlju i na centralnobalkanskom području”. Ovim radovima je obuhvaćeno 11 lokaliteta koji se vremenski mogu opredeliti od ranog bronzanog do mlađeg gvozdenog doba.

Osamdesetih godina počela je realizacija projekata “Arheološko rekognosciranje sa sondiranjem lokaliteta na području opštine Tutin”, kome je 1987. godine priključeno i područje opštine Sjenica. Područje opštine Tutin je u potpunosti rekognoscirano, 12 lokaliteta je sondažno istraženo: sedam utvrđenja, dve crkve i tri naselja. Manastirski kompleks na lokalitetu Crkvine, na periferiji Tutina, u potpunosti je istražen. Na području opštine Tutin nalazi se i jedini paleolitski lokalitet u ovom delu Srbije, Smolućka pećina.

I područje opštine Sjenica detaljno je rekognoscirano, a sondirana su utvrđenja: Gradina u Gracu i Velika gradina u Vrsenicama, Gradina u Tuzinju, Samograd u Grgajama, Jerinin grad u Družiniću. Na Velikoj gradini, posle višegodišnjih sondažnih istraživanja manjeg obima, nekoliko godina vršena su i sistematska istraživanja. Tu su otkriveni ostaci utvrđenja koje je podignuto početkom 4. veka, obnavljano i živelo do 6, a zatim je njegovo korišćenje nastavljeno i tokom 9-10. veka. Istraženi su i ostaci crkava brvnara u selima Vapi i Vrsenicama, kao i crkva na Radišića brdu, sa delom nekropole.

Od 1997. godine na području opštine Sjenica vrše se i arheološka istraživanja srednjovekovnih humki. Na lokalitetu Kobiljka do sada je istraženo 13 humki, po 2 na lokalitetima Krajište i Mravin polje i jedna na lokalitetu Hanište u Sugubinama.

Kada je u pitanju istraženost samog Novog Pazara, mora se reći da on, kao i najveći broj gradova u Srbiji, nije arheološki istražen. U okviru konzervatorskih radova na Altun-alem džamiji, urađena su i manja sondažna istraživanja, kao i na zapadnom bastionu i oko Kule motrilje na Gradskoj tvrđavi. Jedina nešto ozbiljnija istraživanja započeta su u okviru zgrade Muzeja, koja leži na ostacima hamama iz turskog perioda. Nasuprot arheološkim istraživanjima, konzervatorski radovi su izvedeni na većem broju džamija, starom hamamu, hanu, mitropoliji.

Za arheološka istraživanja na teritoriji koju pokriva Muzej “Ras” u Novom Pazaru važno je naglasiti i da su rezultati uvek blagovremeno prezentovani, prvenstveno u Novopazarskom zborniku, ali i u Starinaru, Saopštenjima, Glasniku srpskog arheološkog društva, Sjeničkom zborniku i drugim publikacijama.