רובו של אוסף המוזיאון מורכב מיצירות של נחום גוטמן. עם הקמת המוזיאון העמידה משפחת גוטמן את עיזבון האמן לטובת הציבור: האוסף המונה למעלה מ-8000 פריטים כולל ציורים, איורים ופסלים. כמו כן האוסף מונה ספרים מסמכים, תצלומים ומכתבים מעיזבונו של האמן. לרוב הפרסומים של גוטמן: אלו שאייר ואלו שכתב ואייר – יש לפחות עותק אחד באוסף המוזיאון. מלבד אוסף האמן, יש באוסף יצירות של אמנים ישראלים שנתרמו למוזיאון במשך השנים.