تتكون مجموعة متحف: المتحف العربي للفن الحديث من آلاف الاعمال الفنية، وهي تعد كمجموعة فريدة من نوعها للفن الحديث والمعاصر للقرنين العشرين و الحادي والعشرين، مُجمَعة من العالم العربي والشرق الأوسط ومناطق جغرافية أخرى في أفريقيا وأسيا وأوروبا ذات صلة تاريخية بقطر وشبه الجزيرة العربية.
تُعتبر المجموعة الفنية لمتحف أكبر مجموعة للفن الحديث والمعاصر في المنطقة، والوحيدة من نوعها في العالم. وقد جمع سعادة الشيخ حسن بن محمد بن علي آل ثاني مجموعة أوّلية من هذه الأعمال.
تحوي المجموعة آلاف القطع الفنّية التي تم جمعها على مدى أكثر من 25 عاماً، وهي في تزايد مستمرّ يفوق عددها اليوم 9,000 عملاً فنياً من العالم العربي وأقاليم أخرى مرتبطة تاريخيّاً بالجزيرة العربية مثل إيران، وتركيا والهند. العديد من هذه القطع متاحة الآن عبر منصة المقتنيات الرقمية التابعة لقطر متاحف.