Müzenin koleksiyonu, birçok kişi tarafından, Batı modern sanatının en iyi koleksiyonu olarak görülmektedir. MoMa'nın koleksiyonunda 150.000 ayrı parçanın bulunmanın yanı sıra, koleksiyon yaklaşık olarak 22.000 film ve 4 milyon film karesini de bünyesinde bulundurur. Dünya çapında büyük bir üne sahip olan resimlerden bazıları şöyledir:
The Starry Night (Yıldızlı Gece) - Vincent van Gogh,
Les Demoiselles d'Avignon (Avignon'un Genç Kızları) - Pablo Picasso,
The Persistence of Memory (Belleğin Azmi) - Salvador Dalí,
Broadway Boogie Woogie (Broadway Boogie Woogie'si) - Piet Mondrian,
Water Lilies (Nilüferler) - Claude Monet,
Dance (Dans) - Henri Matisse,
The Bather (Yıkanan) - Paul Cézanne,
Self-Portrait With Cropped Hair (Kesilmiş Saçlı Otoportre) - Frida Kahlo.
Bunların yanında, koleksiyonda; Jackson Pollock, Cindy Sherman, Jean-Michel Basquiat, Jasper Johns, Edward Hopper, Andy Warhol, Chuck Close, Georgia O'Keefe ve Ralph Bakshi gibi sanatçıların da çalışmaları vardır. MoMa zaman içersinde, ünlü birer fotoğraf ve film koleksyonu da geliştirmiştir. MoMa, aynı zamanda bünyesinde, Paul László, the Eameses, Isamu Noguchi, ve George Nelson gibi isimlerin tasarımlarının bulunduğu ünlü bir tasarım koleksiyonu da barındırır.
