Zasadniczy zespół kolekcji zapoczątkowała darowizna artysty dla miasta Nicei z 1953.
Zbiory Kolekcja dokumentuje rozwój artystyczny Matisse’a od jego wczesnych obrazów z lat 90. XIX wieku aż po późne prace z wycinanego malowanego gwaszem papieru – kolaże. Zbiory obejmują przede wszystkim malarstwo, rysunek, grafikę, rzeźbę, , książki artystyczne oraz przedmioty pochodzące z osobistej kolekcji artysty, a także fotografie, ceramikę i inne materiały związane z jego twórczością. W kolekcji Musée Matisse znajduje się blisko 600 dzieł oraz 138 przedmiotów należących do Matisse’a, przy czym artefakty i pamiątki są regularnie wymieniane w ramach ekspozycji. Muzeum posiada niemal pełny zespół rzeźbiarskiej twórczości Matisse’a oraz bardzo bogatą kolekcję jego prac graficznych.
W zbiorze muzealnym znajdują się, m.in., następujące dzieła Matisse’a: (), 1893, olej na płótnie, 72 × 100 cm La cour du moulin à Ajaccio, 1898, olej na płótnie, 38,5 × 46 cm Le Serf (), 1900–1903 (odlew z 1931), rzeźba w brązie, wys.