การศึกษาปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมที่มีผลต่อการเสื่อมสภาพของหมู่พระวิมาน ทั้งปัจจัยทางกายภาพได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้นปริมาณความเข้มแสง และปริมาณของฝุ่นละอองในอากาศ และปัจจัยทางชีวภาพได้แก่ สาหร่าย (ตะไคร่น้ำ) ที่เจริญบนผนังอาคาร นกพิราบ และค้างคาว ได้ดำเนินการศึกษาการเปลี่ยนแปลงปริมาณของแต่ละปัจจัยในระยะเวลา 1 ปี พบว่า อุณหภูมิของอากาศเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วง 18 ถึง 48 องศาเซลเซียสโดยมีอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ 29.13 องศาเซลเซียส ส่วนอุณหภูมิที่ผนังอาคารเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วงระหว่าง 24 ถึง 46 องศาเซลเซียส ทั้งนี้ด้านที่มีอุณหภูมิสูงที่สุดคือด้านทิศใต้ของห้องผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์ฯ และด้านที่มีอุณหภูมิต่ำที่สุดอยู่ภายในสวนกลางอาคารด้านทิศใต้ โดยอุณหภูมิของอากาศนั้นพบว่าสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่ผนังอาคาร สำหรับความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วง 28.1 ถึง 99 เปอร์เซนต์โดยมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 75.77 เปอร์เซนต์ ส่วนปริมาณความเข้มแสงนั้นมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วง 1 ถึง 3,590 luxโดยมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 236.97 lux สำหรับความเข้มข้นของฝุ่นละอองในอากาศที่ตรวจวัดในแนวทิศลมหลักไม่เกินค่ามาตรฐานโดยมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วง 44.6610 ถึง191.0309 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร โดยมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่117.8460 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ส่วนสาหร่ายที่พบเจริญอยู่บนผนังอาคารส่วนใหญ่เป็นสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินซึ่งพบ 3 อันดับ 5 ครอบครัว 10 สกุล คือ Chroococcus,Gloeocapsa, Oscillatoria, Lyngbya, Microcoleus,Phormidium, Nostoc, Scytonema, Calothrix และStigonema รองลงมาเป็นสาหร่ายสีเขียว ซึ่งพบ 4 อันดับ4 ครอบครัว 5 สกุล คือ Volvox, Eudorina, Chlorococcum,Scenedesmus, และ Rhizoclonium ส่วนนกพิราบที่พบที่หมู่พระวิมานเป็นนกพิราบป่า Columba livia ที่มีจำนวนประชากรเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วงระหว่าง 86 ถึง 399 ตัวโดยมีจำนวนประชากรเฉลี่ย 173 ตัว ส่วนค้างคาวที่พบเป็นค้างคาวปีกถุงเคราดำ Taphozous melanopogon ซึ่งมีจำนวนประชากรเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วง 217 ถึง 592 ตัวและมีจำนวนประชากรเฉลี่ยอยู่ที่ 433 ตัว ทั้งนี้จำนวนค้างคาวที่เกาะอยู่ใต้ชายคาหมู่พระวิมานมีความสัมพันธ์ในเชิงผกผันกับปริมาณความเข้มแสง ปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมดังกล่าวข้างต้น มีผลทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของภายนอกอาคารหมู่พระวิมานในลักษณะที่แตกต่างกันไป ซึ่งงานวิจัยเรื่องนี้ได้ตั้งข้อสังเกต และเสนอแนะแนวทางแก้ไขไว้พอสังเขป