ҚР Мемлекеттік орталық музейінің қорында көне дәуірлерден қазіргі заманға дейінгі Қазақстанның тарихы мен мәдениетін айқындайтын үш жүз мыңға жуық материалдық және рухани мәдениет құндылықтары сақталған.
Музейдің алғашқы коллекциялары Орынбор музейі жинақтары негізінде қалыптасты. 1831 жылы Орынбор әскери губернаторы, генерал-адъютант, граф П.П. Сухтеленнің бастамасымен құрылған Орынбор музейінің ашылуын Қазақстанның бас музейінің қоры мен экспозициясының негізі қаланған уақыт деп есептеуге болады. 1921 жылы кеңестік Ресейдің республикаларын ұлттық межелеуге байланысты Орынбор тарихи-өлкетану музейінің қоры екіге бөлінді. Осылайша Қазақстанның тарихы мен табиғатына қатысты коллекциялар Қазақ АКСР-не берілді. Таратып айтсақ, тарих және мәдениет бөлімі бойынша: 622 c.б. археологиялық артефакті; нумизматикадан – күміс, мыс монета және қағаз ақша белгілері, 45 медаль, 14 жетон, 18 кредит билеті, барлығы 853 с.б.; қару-жарақтан – 18 зеңбірек, 14 қару, 12 тапанша, 4 жебе, 32 қылыш, 8 сауыт, 3 дуылға; этнография бойынша – ұлттық киімнің 18 үлгісі, 62 бас киім және әшекей, тұрмыстық бұйымдардың 97 үлгісі, 63 қытай және жапон жиһазы; табиғаттану бойынша геология мен минералогияның 2000 үлгісі, палеонтология 140, зоология 502, 20 бауырмен жорғалаушы, 63 сүтқоректі; қоғамдық өмір бөлімі бойынша 62 ескі құжат, 9 бейнелеу өнер шығармалары, 16 гравюра, 65 фарфор бұйымдары берілді.
1929 жылдың қыркүйек айында астананың Алматы қаласына ауысуына байланысты Қазақстанның орталық музейі коллекциясының құрамына 1898 ж. Жетісу облыстық статистикалық комитеті жанынан құрылған Жетісу облыстық музейінің коллекциялары қосылды. Осылайша Қазақстанның орталық музейінің коллекциясы ХІХ ғ. мен ХХ ғ.-дың І жартысы кезеңіндегі Ресей, Қазақстан және Орта Азия елдерінің бірегей шаруашылық және тұрмыстық заттары, киім-кешек және басқа да этнографиялық заттармен толықты.
Музей қорындағы қолжазбалар мен сирек басылымдарды әуелгіде өлкетанушы, белгілі зерттеуші ғалымдар, музей қызметкерлері жинады. Мысалы, 1921 жылы Орынбор губерниясы атқару комитетінен Қазақстан Халық ағарту комиссариатына, Қазақстанның музей қорына арнап біршама материалдар өткізілді. Олардың ішінде 62 көне құжат, 7356 кітап бар. Осы қор негізінде бүгінгі бірегей қолжазбалар мен басылымдардың қоры қалыптаса бастаған деп айтуға болады. Кейінірек, 1933 жылдан бастап музей қоры археологиялық, этнографиялық экспедициялар мен деректанулық ізденушілік жұмыстары нәтижесінде толығып отырды. Бұл түсімдердің басым бөлігі белгілі тарихшы, археолог және этнографтар: А.Байтұрсынов, Н.Г. Хлудов, Ә.Марғұлан, М.Әуезов, Ә.Жиреншин, К.Ақышев, Х.Арғынбаев, М.Мұқанов, Ө.Жәнібеков, З.С. Самашев, Ж.Қ. Құрманқұлов, А.Н. Подушкин, Нұрсан Әлімбай және басқа да ғалымдардың тарихи-деректанулық, археологиялық және этнографиялық бағыттағы іздестіру, жинастыру жұмыстарының нәтижесімен тікелей байланысты.
1957-58 жылдардағы Мәскеудегі қазақ өнері мен мәдениетінің онкүндігіне дайындалу барысында қазақ халқының қолданбалы өнер туындылары – кілем-киіз бұйымдары, тері, ағаш және сүйектен жасалған бұйымдар, сонымен қатар зергерлік бұйымдар жинақталған. Осы кезеңде бірнеше экспедициялар ұйымдастырылып, осы онкүндікке қатысатын халық шеберлерімен кездесулер өткен болатын. Нәтижесінде олардың жұмыстары музейдің қорын толықтыруға қалдырылды.
Музей қоры кейінгі кездері өндіріс орындары мен мекемелер, мәдени ошақтарда жинақтау жұмыстарын жүргізу, ғылыми экспедициялар, сонымен қатар өлкетанушылар мен жеке тұлғалардың сыйға тартуы, кездейсоқ олжалар мен сатып алу негізінде толықтырылып келеді.
Соңғы жылдары музей қоры Тәуелсіздік тарихымен байланысты материалдар – мемлекеттік рәміздер, ақша белгілері, орден, медальдар мен маркалар, ғарыштың дамуы, еңбек және соғыс ардагерлерінің жеке кешендері, халық қолөнер шеберлерінің сәндік-қолданбалы өнер туындылары, суретшілердің шығармаларымен толықтырылуда.
Коллекция бойынша, деректердің түріне, материалына қарай біріктірілген музей заттарын сақтау, төмендегі құрылымдарға (коллекцияларға) топтастырылған:
- Қазақстанның жаратылыстану тарихы коллекциясы
- Палеоантропологиялық коллекция
- Этнографиялық коллекция
- Фотоқұжаттық материалдар
- Сирек кездесетін кітаптар мен қолжазбалар коллекциясы
- Нумизматикалық коллекция
- Фарфор және керамика коллекциясы
- Бейнелеу өнері коллекциясы
- Арнайы коллекциялар
