De museumcollectie is opgebouwd uit een aantal hoofdcollecties met allemaal een ander verleden. De hoofdcollectie Goltziusmuseum is opgebouwd in de periode dat het stedelijke Goltziusmuseum in Venlo operationeel was. Dit museum is in de loop van de tijd in diverse gebouwen gevestigd geweest. De laatste behuizing was in een voormalig schoolgebouw aan de Goltziusstraat. Daar werden vanaf 1967 tot aan de sluiting eind 1997 tentoonstellingen georganiseerd.

Het Goltziusmuseum was een museum van de stad Venlo en de collecties besloegen met name de cultuurgeschiedenis van Venlo en omstreken. Belangrijke onderdelen zijn collecties archeologie, penningen van de Venlose gebroeders Wiener, teken- en schilderkunst van Venlose kunstenaars en een grote collectie keukengerei uit de periode 1900-1950.

Het Limburgs Volkskundig Centrum, voorheen gevestigd in kasteel Limbricht, is de tweede partij die bij de fusie in 1994 in het Limburgs Museum is opgegaan. De collectie bevat met name voorwerpen die te maken hadden met het dagelijks leven: gebruiksvoorwerpen, devotionalia, en voorwerpen die te maken hebben met de zogenaamde rites de passages: geboorte, huwelijk en dood.

Vanaf 1 januari 1994 wordt verzameld onder de naam Limburgs Museum. Het geografisch veel bredere verzamelterrein noopte tot een inhaaloperatie als het gaat om het verwerven van regionale, cultuurhistorische voorwerpen. Maar ook op het terrein van de archeologie en de beeldende kunst werd een slag geslagen.

In het collectiebeleidsplan van 2010 is – dwars door de bovengenoemde collecties heen – de volgende vierdeling opgenomen: