از سال 1999 میلادی تابش سنکروترون به حوزه علم باستان شناسی راه یافت. از این تابش برای مطالعه فرایندها و اشیا تاریخی استفاده می‌شود. طیف وسیعی از مواد باستانی شامل کاغذها، منسوجات، بناها، شیشه، فلزات، چوب، استخوان، رنگ‌ها و نقاشی‌ها با استفاده از تابش سنکروترون مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

تابش سنکروترون قابلیت خود را به عنوان ابزاری جدید برای باستان شناسان و موزه داران به اثبات رسانده است. بررسی علل فرسایش مصنوعات تاریخی و کشف فناوری ساخت آن ها با استفاده از این تابش میسر شده است. یافتن راه هایی برای جلوگیری از فرسایش بیشتر این مصنوعات و نگهداری از آن ها در طولانی مدت از دیگر کاربردهای تابش سنکروترون در حوزه حفظ میراث فرهنگی به شمار می رود.

در ادامه به چند نمونه از این تحقیقات اشاره می شود.

جلوگیری از فرسایش مصنوعات چوبی دریایی

مطالعات انجام گرفته با استفاده از تابش سنکروترون نقش مهمی را در یافتن نقش ترکیبات سولفور در فرسایش سازه های چوبی دریایی داشت. یافته های این پروژه تحقیقاتی، به یافتن روش هایی برای نگهداری این مصنوعات تاریخی مهم و سایر مصنوعات مشابه در سراسر جهان کمک شایانی کرد

خوردگی فلز به خصوص در مصنوعات برنزی باستانی

این تحقیق ترکیبی از مطالعه مصنوعات برنزی تاریخی، بررسی فرایندهای شیمیایی موثر بر برنز و تاثیر واکنش های الکتروشیمیایی در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی بود. نتایج بدست آمده برای حفظ و نگهداری مصنوعات سربی و نقره ای نیز به کار گرفته شد

تحقیق و بررسی در زمینه فناوری تولید و تکامل ظروف سفالی و سرامیکی

با توجه به ساخت این نوع ظروف در قسمت‌های مختلف کشورعراق در قرن نوزدهم: در این تحقیق فرایند تولید این ظروف بررسی شد. نتایج بدست آمده به توضیح چگونگی انتقال این فناوری از ناحیه مدیترانه و روند پیشرفت آن کمک کرده است.

نگهداری از مصنوعات چوبی باستانی

پژوهشگرانی از موزه تاریخ فرهنگ اسلو که همکاری نزدیکی با آزمایشگاه هلمهولتز برلین دارند، یکی از مصنوعات چوبی باستانی مربوط به وایکینگ‌ها را در چشمه سنکروترون BESSY II مطالعه کرده اند. محافظین میراث فرهنگی انتظار دارند این روش غیر مخرب به کسب بینش ارزشمندی در زمینه چگونگی فرسایش و تخریب این آثار منحصر به فرد هنری منجر شده و بدین ترتیب راه حل موثری برای نجات گنجینه های ملی یافت شود

تعیین قدمت یافته های باستانی

یک تیم بین المللی از دانشمندانی از انگلیس و آمریکا اخیراً در چشمه سنکروترون ESRF برای حل برخی از موضوعات مجهول تاریخی گرد هم آمده اند. کتیبه های بسته بندیوشده کشف شده از بحرالمیت با تابش سنکروترون مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. پرتو ایکس، اطلاعات ارزشمندی مانند نوع الیاف استفاده شده در پارچه بسته‌بندی و نوع رنگدانه‌های مورد استفاده برای رنگ کردن بعضی از آنها را برای دانشمندان فراهم کرد. این یافته  ها همراه با میزان کربن 14 ممکن است سرانجام به کشف قدمت این منسوجات نیز منتهی شود.