Mortensen hadde stor betydning for utviklingen av det abstrakte maleri i Danmark. Hans verker henger i blant annet Statens Museum for Kunst, Louisiana kunstmuseum, Ny Carlsberg Glyptotek, Esbjerg Kunstmuseum, Trapholt Kunstmuseum og Nordjyllands Kunstmuseum. Han er også representert i Museo Español de Arte Contemporaneo i Madrid, Musée National d'Art Moderne i Paris, Nationalmuseet i Stockholm og Nasjonalgalleriet i Oslo.