La misión del Museo de Altamira es gestionar el patrimonio cultural que tiene encomendado, la cueva de Altamira y su arte rupestre específicamente, conservándolo y haciéndolo accesible de modo adecuado a la ciudadanía. Para esto debe generar su conocimiento científico y el de su contexto, la Prehistoria y el Arte, y divulgarlo facilitando el acceso intelectual a sus valores y a su disfrute.
El conocimiento debe ser generado por investigaciones pluridisciplinares propias o ajenas, y la información e interpretación del mismo realizada por personas expertas del museo o en colaboración con las de otras entidades. Es parte de la misión fomentar la actividad intelectual, la reflexión y el deseo de conocer como fuente de satisfacción y de enriquecimiento personal, y desarrollar experiencias singulares como clave de mediación entre la ciudadanía y este patrimonio.
Esta misión reconoce que Altamira es un referente para la Prehistoria y el Arte universal, y para el primer Arte y el arte rupestre en particular. Por tanto, El Museo de Altamira velará por la conservación, estudio y difusión del conjunto del Arte paleolítico de España, y establecerá redes de colaboración a nivel regional, nacional e internacional. El museo debe actuar positivamente en toda la cadena de valor del patrimonio encomendado, de la cueva de Altamira en particular.
El Museo de Altamira debe ser un modelo en la gestión del arte rupestre paleolítico basada en la conservación preventiva; un museo accesible intelectualmente para todas las personas, presencial y virtualmente, con una imagen reconocida y compartida por la ciudadanía. Debe singularizarse por la calidad de sus servicios y actividades diferenciadas, consolidándose como recurso educativo por sus propuestas innovadoras y como un producto para la industria del ocio y el turismo cultural de calidad, integrado en redes estratégicas de ámbito nacional e internacional de sitios con arte rupestre.
El museo debe ser agente de la cooperación cultural y científica española en el ámbito internacional, y debe servir como herramienta institucional y técnica para esa misma cooperación.
Su gestión debe ser eficaz y eficiente, orientada a la excelencia, a cargo de profesionales que trabajen de forma motivada y en equipo para la consecución de objetivos comunes.