L'Arxiu té com a missió la custòdia, gestió, organització, conservació i protecció del patrimoni documental de la Diputació de Castelló des de la seua creació en 1822, incloent-hi altres fons històrics aliens procedents de diferents institucions, ajuntaments o donacions de tercers, independentment del seu format i suport, incloent des de l'arxiu fotogràfic als documents electrònics, per a la seua posada a disposició i accés a la ciutadania i a la pròpia Diputació. La Gestió documental s'ha convertit en una peça fonamental per a facilitar la transparència i el dret a la informació pública de la societat. Compta a més amb una Biblioteca-Hemeroteca, especialitzada en temes locals i provincials i un Taller d'Enquadernació.

L'assistència tècnica en matèria d'arxius i patrimoni documental als municipis de la província a través del Pla d'Arxius Municipals és una altra de les missions del servei, fonamentalment als de població menor de 10.000 habitants, que no disposen d'un responsable tècnic d'arxiu.