O espólio é muito variado e abrange diversas áreas / coleções. Distribuído por diferentes núcleos, está organizado por tipologias que documentam a vida e obra de Sebastião José de Carvalho e Melo e diversas ações, reformas e acontecimentos do século XVIII.
O Museu exibe uma notável coleção documental, constituída por um núcleo bibliográfico, em que o livro mais antigo data de 1717. Destaca-se um importante núcleo de documentos legislativos, como alvarás, cartas de lei e sentenças e um fundo de manuscritos, alguns redigidos pelo próprio Marquês de Pombal, que nos dão a conhecer assuntos da sua vida pública e privada.
Compõem, ainda, o acervo deste museu uma coleção de quadros e gravuras, que nos permite visualizar a história, facilitando o seu entendimento através da ilustração de modo de vida, dos costumes, das figuras, dos trajes e dos principais acontecimentos do séc. XVIII; uma importante coleção de mobiliário da época, com particular destaque para obras pertencentes ao Marquês de Pombal e uma coleção de pintura, composta por óleos sobre tela.
O Museu possui outras coleções que nos encaminham por percursos distintos, mas complementares, do período pombalino. É o caso das coleções de medalhística, cerâmica, vidro, metais, elementos pétreos, fotografia e vários bustos do Marquês de Pombal.
No percurso museológico integra-se, ainda, uma coleção de peças relacionadas com a morte do Marquês de Pombal e com as comemorações que têm ocorrido em sua homenagem.
