Zur Filmsammlung mit derzeit über dreieinhalbttausend erfassten Titeln zählen neben umfangreichen Beständen an Spiel-, Dokumentar-, Trick, Amateur- und Heimfilmen Filmmaterialien aus personenbezogenen Sammlungen und Nachlässen, so von Werner Bergmann, Frank Beyer, Richard Groschopp, Günter Reisch oder Horst Klein.
Daneben finden sich Dauerleihgaben einzelner Filmemacher wie Wolfgang Dietzel, Günter Jordan oder Karlheinz Mund. Zahlreiche Einzeltitel sowie kleinere Konvolute, die dem Museum überantwortet worden sind, ergänzen den Bestand: z. B. viragierte Werbefilme der Firma Bolle (1923/24) oder eine Sammlung von Lokalwerbefilmen und Stadtaufnahmen aus Sondershausen (1929-1932).
Die Filme können entsprechend dem Erhaltungszustand vor Ort gesichtet werden. Ein Teil der Filmmaterialien wird auf digitalen Bildträgern gesichert.
Zudem können Filme und Filmbeiträge auf Video (VHS, DVD, Beta SP) zur Filmgeschichte (Schwerpunkt DDR) vor Ort gesichtet werden.
