Hansen deltog i utgrävningar och restaureringar på Akropolis och intresserade sig för såväl den klassiska grekiska arkitekturen som det bysantinska arvet. Ett av hans större arbeten i Athen blev universitetet (påbörjat 1839). Hansens stora bysantinskt inspirerade Kommunehospitalet (1859–63) liksom hans olika restaureringsprojekt väckte debatt.