Iältään vanhimpia teoksia ovat oululaissyntyisen Isaac Wacklinin maalaamat kaksi muotokuvaa vuodelta 1755. Tärkeä taiteilija kokoelmassa on liminkalainen taidemaalari Vilho Lampi. Ostojen ja lahjoitusten myötä taidemuseolla on Suomen suurin Lammen kokonaisuus, 80 teosta.
Kokoelman erityisteemoja ovat taiteilijoiden omakuvat, pohjoisuus ja naivistinen taide, jonka kartuttaminen sai alkunsa Heinäsen taidesäätiön lahjoituksesta vuonna 1987. Kokoelmahankintoja ohjaavat myös tutkimus- ja näyttelytoimintaan liittyvät tarpeet. Museolla ei ole pysyvää perusnäyttelyä, mutta kokoelmateoksia on nähtävissä vaihtuvissa kokoelmanäyttelyissä ja muissa omissa näyttelytuotannoissa. Teoksia myös lainataan muiden museoiden näyttelyihin.
