Las colecciones del Museo de Cáceres están formadas por cerca de 12.000 piezas, que se agrupan en tres secciones: arqueología (desde la Prehistoria a la Baja Edad Media); bellas artes (desde la Baja Edad Media a la actualidad), y etnografía (objetos de uso cotidiano de finales del siglo XIX a mediados del XX).

La colección arqueológica es la más numerosa con un 65% del total, seguida de la etnográfica, que ocupa un 25%. Ambas están ubicadas en el edificio de la Casa de las Veletas. La colección de bellas artes, en su mayoría compuesta por pinturas sobre lienzo y tabla, esculturas en madera y alabastro y diversos objetos artísticos, se expone en las tres salas que contiene la Casa de los Caballos.

Por falta de espacio muchas piezas son guardadas en un almacén que tiene capacidad para albergar dos veces el museo actual. La colección no deja de crecer debido a que por Ley todos los hallazgos arqueológicos tienen que ir al mismo, a lo que se suman las donaciones y adquisiciones.