Muzeum gromadzi zbiory historyczne: pocztówki, fotografie, dokumenty oraz sztukę mniej i bardziej znanych artystów, których twórczość przeplata sie z historią Katowic. W zbiorach muzeum znajduje się w sumie blisko 100 000 eksponatów, w tym cykl 27 pasteli Stanisława Ignacego Witkiewicza, będących portretami Eugenii Wyszomirskiej-Kuźnickiej, mieszkającej po wojnie w Katowicach. Na wystawie historycznej Dzieje Katowic 1299 - 1990 można zapoznać się z dziejami Katowic od 1299 roku; Wśród zbiorów można zobaczyć wiele historycznych fotografii, których cały zbiór szacowany jest na 80 000 pozycji. Wystawę uzupełniają przedmioty codziennego użytku, stroje tradycyjne, stare plany miasta i dzielnic, rekonstrukcje a także dokumenty związane z historią miasta, w tym Akt sprzedaży Katowic czy też Reces uwłaszczeniowy chłopów katowickich, podpisany w 1827 roku. W zbiorach muzeum znajdują się także unikalne pamiątki po Wojciechu Korfantym
Muzeum posiada jedną z piękniejszych w Polsce kolekcji portretów Witkacego – dwudziestu sześciu wizerunków jednej modelki, zwanej przez artystę ze względu na nieregularne rysy twarzy Asymetryczną Damą. Kolekcja ta, przekazana testamentem przyszłemu muzeum przez jej właścicielkę i wspomnianą modelkę – Eugenię Wyszomirską-Kuźnicką.
