El patrimonio del Museo del Cine se formó con la colección original que perteneció a Pablo Ducrós Hicken. Cuenta con más de 90 mil rollos de película, en varios soportes y formatos, que configuran diversas colecciones entre las que se destacan la de nitrato que incluye el primer largometraje de ficción argentino (Amalia, 1914); la colección “Argentina Sono Film” que contiene clásicos del estudio fundado en 1933 y sinónimo de la denominada “Edad de Oro” del cine argentino, y la colección “Manuel Peña Rodríguez”, que contiene varias películas mudas argentinas y extranjeras que se creían perdidas, como la versión completa del clásico alemán Metrópolis (Fritz Lang, 1927).

Sus archivos también están conformados por una diversidad de géneros como el cine publicitario; el noticiero (con el máximo exponente de Sucesos Argentinos -1938 a 1972-); el cine de animación (como los cortometrajes realizados por la productora argentina CINEPA), y el cine educativo (como la colección de películas de divulgación científica, realizadas en Francia entre 1912 y 1914 por la productora Pathé), entre otras colecciones que componen el patrimonio preservado por el museo.

Además posee una videoteca de grabaciones en formatos obsoletos, colección sonora, fotográfica, textil-escenográfica, de cámaras y proyectores, de guiones, y una sala para el rescate y restauración de material fílmico.