Très diversifiées, les collections revêtent un caractère encyclopédique remarquable. Elles sont présentées dans des galeries consacrées à l'archéologie, aux beaux-arts, à l'ethnologie et à la dentelle, à la paléontologie et aux sciences naturelles, à la mécanique.
Telles qu'elles se présentent aujourd'hui, elles répondent toujours à l'ambition de leurs premiers organisateurs qui, voici prés de deux siècles, lui assignaient comme objectif : "Il (le musée) aura de plus l'avantage de donner le goût des arts et des sciences à une foule de nos jeunes concitoyens, qui n'ont besoin que d'une étincelle pour faire éclore des talents remarquables" (François-Gabriel de Becdelièvre au maire du Puy, le 25 mars 1820).