美术馆收藏着11万余件美术作品，以中华人民共和国成立前后时期的作品为主，兼收中华民国初期、清朝和明末艺术家的重要作品。藏品中有对20世纪中国传统绘画产生过重要影响的画家的作品，包括齐白石、任伯年、吴昌硕、黄宾虹、徐悲鸿、颜文樑、朱士杰、李可染、司徒乔、罗工柳、艾中信、吴作人、吴冠中、胡善余等人的作品，此外还有许多中国美术家的代表作品及重大美术展览的获奖作品。另有大量民间美术作品，如剪纸、年画、皮影、彩塑、玩具、演具、风筝、木偶、民间绘画、刺绣等等。中国美术馆的藏品包括绘画、雕塑、民间美术、陶艺等几十个品类。