As colecções do Museu Municipal de Loulé são representativas da actividade humana no concelho de Loulé desde a pré-história até à actualidade e são compostas por uma variedade de objetos e materiais recolhidos desde a década de 30. Constituem o acervo do Museu 16 coleções, num total de 6.319 objectos. O Museu possui, desde 2014, um documento orientador das incorporações o que permite uma maior consistência para as colecções, assim como uma maior salvaguarda.
Atualmente, fazem parte do acervo museológico as seguintes colecções: