博物馆收藏有新石器时期到民国时期各种文物5600多件，大多是武义县境内出土的文物，少数是传世文物，包括金、银器、玉器、铜器、陶瓷器、古钱币、古籍书画以及革命文物等，其中古代婺州窑瓷器和青铜器最具有时代特色。该馆现有国家一级文物5件，二级品文物20余件。