A coleção Roberto Nobre reúne obras do artista, algumas obras plásticas e objectos pessoais. Ao espólio pertencem desenhos, gravuras, objetos pessoais e fotografias de autor desconhecido. Fazem parte ainda da colecção, um busto que representa Roberto Nobre de um autor desconhecido e dois representando a sua esposa de João Fragoso. Um retrato a óleo de Roberto Nobre, pintado por Francisco de Oliveira, foi doado pela esposa do retratado a 10 de maio de 1971.
A restante incorporação fez-se em diferentes momentos; o segundo a 27 de novembro de 1979 quando D. Maria do Céu Taborda Pereira Nobre, viúva do artista, doou 22 peças; a 22 de janeiro de 1980 as irmãs do artista, Maria Júlia Nobre e Maria Spirdinowa Dias Nobre, doaram 6 quadros do seu irmão; por fim a 27 de novembro de 1995 a Câmara deliberou aceitar a doação de peças ao museu por parte de Maria do Céu Taborda Nobre. O espólio esteve em exposição até Julho de 1998, sendo retirada no âmbito da reestruturação interna do museu.
No total conta com cerca de 49 objetos.

As obras foram executadas em 1962 na fase em que a pintura de Carlos Porfírio é mais próxima do expressionismo. São um grupo de pinturas homogéneas a nível cromático, compositivo e também temático. Foram executadas com o propósito de integrar o espólio do Museu de Etnografia Regional do Algarve que foi idealizado, fundado e dirigido por Carlos Porfírio a pedido da Junta de Província do Algarve.
A 28 de julho de 2000 o Museu Municipal inaugurou a exposição O Algarve encantado na obra de Carlos Porfírio. Esta mostra reuniu excertos das lendas recolhidas por Ataíde de Oliveira e as pinturas de Carlos Porfírio que as ilustram. 
No total, a coleção, é composta por 10 pinturas.

Em 1932 foi criado o Museu Antonino num anexo da Ermida de Santo António do Alto. A proposta de criação do museu em Faro e de todas as obras na ermida partiu do então presidente da câmara Dr. Mário Lyster Franco.
A coleção é composta de pinturas, várias peças de cerâmica, fotografias, imagens de vulto, livros, gravuras, medalhas, desenhos e outros objetos que sobre a vida e o culto a Santo António.
No âmbito da reestruturação interna a coleção do Museu Antonino, em 1998 integrou o acervo do Museu Municipal.
À coleção pertencem cerca de 200 objetos.

A coleção Palácio de Estoi foi criada em agosto de 2003, a partir da reestruturação das coleções existentes. Este acervo corresponde ao recheio e equipamento do imóvel: mobiliário, bustos, imaginária, equipamento da capela, desenhos, etc.. Na sequência do desenvolvimento do projeto de reconversão do Palácio de Estoi em Pousada do Grupo ENATUR, o espólio foi inventariado e transportado para o museu para salvaguarda do mesmo, em 2003. Parte da coleção integra, a título não funcional, a atual Pousada de Estoi.
É composta por 206 objetos.

A coleção de brinquedos é formada por duas coleções distintas: a do pintor Manuel Baptista e do Dr. Romam Schreiber.
Brinquedos Manuel Baptista
A maior parte das peças data dos anos 50 e 60 sendo alguns dos anos 30 e 40 (século XX); a colecção é o resultado das deambulações pelas cidades de Faro e Lisboa, fruto de acções de colecta, aquisição e construção de brinquedos ao longo da sua vida.
Depois de passarem por diversas exposições temporárias, os brinquedos foram expostos na antiga Galeria Municipal do Arco, actual Núcleo Museológico do Brinquedo, inaugurando no dia 25 de abril de 2001 a exposição «Deambulações: os brinquedos de Manuel Baptista», no âmbito das comemorações do 27º Aniversário do 25 de Abril.
Em outubro de 2003 a colecção foi adquirida pela Câmara Municipal de Faro ao Pintor Manuel Baptista fazendo, desde então, parte do acervo museológico do Museu Municipal de Faro.
A coleção de Brinquedos Manuel Baptista é composta por 790 objetos.

A coleção do Dr. Romam Schreiber foi doada, pelo próprio à Câmara Municipal de Faro, a 10 de março de 1998, no âmbito da exposição com o título da exposição Um pequeno mundo de dinossauros (1998). É composta por seis livros, dois conjuntos de brinquedos playmobil (circo e hotel) e cerca 180 dinossauros, num total de 222 objectos.

No âmbito da reorganização das suas coleções, em 2005 nasceu a coleção de Fotografia. Esta organização permitiu gerar novas coleções organizadas segundo categorias; o objetivo foi tornar mais coerentes, claras e acessíveis as coleções. Grande parte desta coleção é composta por fotografias da cidade, importantes testemunhos da sua evolução. São fotografias que nos falam dos edifícios e ruas, do urbanismo e arquitectura da cidade, mas também de quem nela viveu. São no seu conjunto um retrato de como se vivia em Faro. Existem ainda retratos e fotografias de material arqueológico.
A colecção é composta por cerca de 316 fotografias.

É a arqueologia que está na génese do agora conhecido por Museu Municipal de Faro.
A sua designação inicial de Museu Arqueológico e Lapidar Infante D. Henrique (que permaneceu até finais dos anos 90 do século passado) espelha toda uma intenção, nomeadamente do seu fundador, Monsenhor Pereira Botto, que, em 1894, inaugura com toda a pompa uma sala com as “antigualhas” que foi coleccionando ao longo dos anos (graças á sua actividade de arqueólogo amador) bem como com as peças que diversos amigos e conhecidos lhe iam entregando.
Trata-se de uma colecção bastante heterogénea proveniente de todo o Algarve e que abrange os diferentes períodos cronológicos que vão desde a pré-história antiga (Paleolítico Superior) até à época moderna (Séculos XVI-XVIII).
Dentre estes destacamos a colecção de epigrafia romana (uma das mais importantes do sul do país) e que também deu o nome – “lapidar” – ao museu; o mosaico romano do deus Oceano; os materiais da Idade do Bronze da necrópole da Ferradeira (Conceição, Faro) ou os machados do Neolítico da colecção José Rosa Madeira.

A coleção de Pintura, criada em 2005 no âmbito da reestruturação das coleções do museu, reúne obras de diferentes épocas e artistas. A maior parte da colecção pertence ao fundo antigo do museu; algumas pinturas mais recentes provêm de doações de pintores que expuseram no museu ou nas galerias municipais.
Parte desta colecção é um conjunto de pintura antiga proveniente de templos e edifícios religiosos algarvios. Este núcleo antigo tem pinturas dos séculos XVI ao XIX com temática principalmente religiosa e alguns retratos. Deste grupo estão em exposição 63 pinturas na sala A Pintura Antiga, inaugurada em 2001, com obras produzidas entre os séculos XVI e XIX, testemunhas de vários estilos artísticos desde o renascimento, maneirismo, barroco, rococó e neoclássico.
A coleção é composta por cerca de 183 pinturas.

Esta colecção foi doada em testamento por Mariana Amélia Machado Santos à Câmara Municipal de Faro em 1991. Uma parte da colecção integrou imediatamente o espólio do Museu Municipal de Faro, enquanto a restante só em 2003 daria entrada no Museu.
Desta colecção extremamente heterogénea fazem parte pinturas sobre tela e madeira, vidros, porcelanas, numismática, chapéus, trajes, fotografias, conchas, entre outros.
Alguns destes objectos estiveram em exposição entre maio de 2003 e março de 2004, na exposição Memórias de Faro através de Honorato Santos e Mariana Santos.
No total, a coleção, é composta por cerca de 5041 peças.

Joaquim António Viegas, pintor e cenógrafo farense, produziu inúmeras peças ao longo da sua carreira artística. A coleção do Museu Municipal de Faro foi doada ao município pelo filho do artista em 1990 e reúne parte do espólio produzido pelo artista (estudos, desenhos, pintura histórica), alguns dos materiais e ferramentas que utilizava no seu atelier, uma coleção de cerca de 350 cartazes datados do início do século XX com temática variada (artes circenses, cinema, teatro e publicidade) e alguns livros sobre temática da arte (depositados na Biblioteca Municipal de Faro).
No total a coleção conta com cerca 609 objetos.

A coleção Ramalho Ortigão é composta por azulejos - hispano-árabes, indo-portugueses, seiscentistas, setecentistas e séculos XIX e XX – sendo, uma parte, constituída por azulejos pertencentes ao fundo antigo do museu e outra fruto da recolha pessoal do Contra-almirante farense, Governador de Cabo Verde, António de Macedo Ramalho Ortigão. Foram doados pela família, ao Museu, na década de 60.
É composta por cerca de 161 exemplares.

A coleção Militar resulta de um conjunto de diferentes doações, feitas por diversas pessoas em diferentes momentos: fotografias foram doadas em 10 de outubro de 1975 pelo Comandante do Regimento da cidade de Faro; a 20 de outubro de 1981, o Museu Militar de Lisboa, por ordem do Sr. General Vice-Chefe do Estado-maior do Exército, doou com carácter definitivo um lote de armas; também o Eng.º Manuel Aboim Ascensão Sande Lemos fez doações ao museu em 1996.
Até 1998 esteve em exposição, sendo retirada no âmbito da reestruturação interna do museu.
No total contam-se cerca de 275 peças.

As gravuras foram doadas ao Museu pelo autor a 20 maio de 1980. Os cunhos de xilogravura foram doados pelo autor um ano mais tarde no dia 2 de agosto de 1981. Em data não determinada perdeu-se um dos cunhos com a representação de D. Francisco Gomes do Avelar. A coleção esteve exposta no museu em duas salas dedicadas ao artista entre 1980 e 1998, tendo sido desmontada a exposição em 1999, no âmbito da reestruturação interna do museu. Os livros estão depositados na Biblioteca.
A coleção é composta por um total de cerca de 44 objetos.

Esta coleção foi doada por Amadeu Ferreira d’Almeida à sua cidade natal, Faro, em 1944. Inicialmente com 614 objetos, à altura da morte do doador a coleção contava já com 1070 peças oriundas de vários países, incluindo Portugal, e todas elas reunidas por Ferreira d’Almeida nas viagens que realizou ao longo da sua notável carreira diplomática.
Após a doação, esta coleção esteve exposta no Salão Nobre dos Paços do Concelho, entre 1950-1956 em duas salas do edifício da Câmara e entre 1964-1969 na antiga sala do Tribunal Judicial. Foi transferida para as atuais instalações do Museu Municipal, em 1971, e encontrava-se em exposição permanecendo até 1998; aquando da reestruturação do Museu Municipal de Faro, a coleção foi retirada. Extremamente heterogénea fazem parte desta, peças de variadíssima espécie: mobiliário, pintura, escultura, desenho, cerâmica, ourivesaria, vidros, medalhas, condecorações, cinzeiros, livros, adereços, mapas antigos, armas, diplomas, fotos, etc..
Atualmente reúne 1386 objetos.