Les collections traversent plusieurs périodes et techniques : objets archéologiques, arts du Moyen Âge, peintures anciennes, sculptures, dessins et art moderne. Ce caractère encyclopédique permet d’entrer dans les œuvres par une époque, un matériau ou une question historique. La collection égyptienne, notamment, s’est développée grâce à des dépôts du Louvre dès 1891.
L’histoire du fonds est faite d’apports successifs : collections de la Société des Antiquaires de Picardie, dépôts de l’État, donation Lavalard de 250 tableaux en 1894, dessins offerts par les frères Duthoit, puis enrichissements modernes et contemporains. Le musée raconte ainsi l’histoire des goûts et de la conservation patrimoniale autant que celle des artistes.