A prediktív modellezés szintén egyre fontosabb szerepet játszik a régészetben. Az MI-algoritmusok történelmi, földrajzi és környezeti adatok alapján meghatározhatják a legvalószínűbb ásatási helyszíneket, így célzottabbá és hatékonyabbá teszik a kutatásokat.
A múzeumok és a kutatók világszerte egyre gyakrabban használják a mesterséges intelligenciát a leletek azonosítására és osztályozására. A neurális hálózatok képesek különbséget tenni például különböző korok és kultúrák kerámiái között, vagy felismerni olyan apró sérüléseket egy szerszámon, amelyek annak használati módjára utalnak. A British Museum már alkalmaz ilyen technológiákat a gyűjtemények gyorsabb katalogizálása érdekében.
A mesterséges intelligencia hozzájárul a műtárgyak restaurálásához is. Az MI által támogatott 3D-rekonstrukciós technológiák lehetővé teszik a sérült vagy hiányos leletek digitális „újjáépítését”. Például Pompei freskóinak rekonstrukciója során MI-algoritmusokat alkalmaztak, hogy a meglévő töredékekből a teljes festmények egyik lehetséges digitális változatát hozzák létre.