Den arkeologiske samlinga femnar jordfunn og funn frå sjø og og hav av menneskeskapte objekt frå steinalder til nyare tid. Samlinga veks monaleg for kvart år og er utgangspunkt for omfattande forskingsverksemd.  Samlinga er bygd opp gjennom systematisk innsamling av arkeologisk materiale frå Møre og Romsdal, Trøndelag og Nordland frå midten av 1800-talet. Samlinga inneheld unikt kjeldemateriale som mellom anna set lys på den tidlegaste busettinga av Noreg i eldre steinalder, utviklinga av jordbrukssamfunnet frå yngre steinalder til mellomalder, bergkunst, utvikling av religion og dødsritual i førhistorisk tid og mellomalder, samisk kultur og levesett, samt den urbane utviklinga av Nidaros i mellomalderen. Samlinga har i dag tilvekst både frå arkeologiske undersøkingar og private finnarar.  

I 2018 starta NTNU Vitskapsmuseet prosjektet NIDARK med mål om å revitalisere den byarkeologiske samlinga og å gjere den tilgjengeleg digitalt. 

Kurator steinalder og bronsealder: Førsteamanuensis Birgitte Skar 

Kurator jarnalder, vikingtid og mellomalder: Førsteamanuensis Birgit Maixner

Kurator human- og animalosteologisk materiale: Førsteamanuensis Birgitte Skar

Den numismatiske samlinga omfattar myntar, medaljar og setlar av ikkje-arkeologisk opphav, samt myntar frå arkeologiske funn. Samlinga har sitt utgangspunkt i Conrad Nicolai Schwach (1793 – 1860) si myntsamling, som han selde til Det Kongelige Norske Videnskabers Selskap ein gong mellom 1832 og 1840. Etter det har samlinga blitt utvida gjennom kjøp, gåver og arkeologiske funn. Myntsamlinga omfattar mellom anna myntar frå arkeologiske utgravingar i Trondheim by og fleire kyrkjer, samt Arne E. Holm si samling av antikke og bysantinske myntar. Samlinga gir unike perspektiv på økonomiske, politiske, sosiale og religiøse tilhøve, særleg frå jarnalder til tidleg etter-reformatorisk tid. Samlinga har i dag tilvekst av myntar frå arkeologiske utgravingar, metalldetektorfunn og pliktavleveringar av mynteksemplar frå Noregs Bank. 

Kurator: Førsteamanuensis Jon Anders Risvaag

Den kunsthistoriske samlinga femner kyrkjekunstsamlinga samt måleri- og bildesamlinga. Kyrkjekunstsamlinga (ca. 600 objekt) inneheld kunst, bygningsdelar, inventar og bruksgjenstandar frå kyrkjer i Noreg frå mellomalder til nyare tid. Objekta i samlinga vart i hovudsak innlemma på 1800-talet, da mange kyrkjer blei rivne eller restaurert og liturgisk utstyr blei skifta ut.  Samlinga har i dag ikkje tilvekst, men ho representerer ei primærkjelde med unikt materiale som set lys på utviklinga av sakrale kunstformer og kyrkjeinnreiingar frå mellomalder til nyare tid. Samlinga har høg kunst- og kulturhistorisk verdi, særleg gjennom måla trefigurar, kyrkjelege måleri og bygningsdelar mellom anna frå eldre stavkyrkjer. Objekta frå mellomalderen er også lause kulturminne i overeinskomst med kulturminnelova. .  

Den største delen av den tidlegare kyrkjekunstutstillinga er no lagra i museet sitt kulturhistoriske magasin. 

I samlinga inngår også ei stavkyrkje frå 1100-tallet, Haltdalen stavkyrkje frå Gauldalen, som på 1930-talet vart flytta frå museumsområdet på Kalvskinnet til Sverresborg Trøndelag Folkemuseum.

Foto av utvalde gjenstandar frå samlinga er å finne på Flickr.

Måleri- og bildesamlinga (ca. 400 objekt) inneheld etter-reformatoriske kunstverk og fotografi som har kome til samlingane som tidlegare gåver og kjøp, i hovudsak portrett og landskapsbilde. I denne samlinga tar Vitskapsmuseet også vare på kunstverk frå Trondheim Historiske Forening. Samlinga har ikkje tilvekst, men blir teke i vare som del av den institusjonshistoriske arven til museet og samlingane.

Kurator Kyrkjekunstsamlinga: Førsteamanuensis Birgit Maixner

Kurator Måleri- og bildesamlinga: Overingeniør Grete Irene Solvold

Den etnografiske samlinga omfattar både etnografiske objekt og utanlandsk arkeologisk materiale frå ei rekke ulike givarar og frå ekspedisjonar. Den første katalogen som skildra objekta i samlinga blei gjeve ut i 1950.  Samlinga kan grovt delast inn i ei samling av samisk, grønlandsk og arktisk etnografisk materiale, samt ei generell samling av objekt frå andre delar av verda. Særleg verdifulle er dei samiske objekta som representerer ein unik dokumentasjon på nordsamisk, sørsamisk og lulesamisk kultur. Noko av dette materialet er også lause kulturminne, jfr. kulturminnelova. Resten av den etnografiske samlinga har pr i dag ikkje tilvekst, og blir vedlikehalde som del av museet sin institusjonshistoriske arv.  

Kurator: Førsteamanuensis Birgitte Skar

Nyare kulturhistorisk samling omfattar gjenstandar frå by og land etter reformasjonen, blant dette møblar, våpen, folkekunst, uniformer, bruksgjenstandar og bondeantikvitetar, alt akkumulert gjennom museet si historie som vitskapeleg institusjon. Materialet femnar blant anna spesialsamlingar donert til museet av ulike gjevarar, som Johan Ernst Gunnerus og Christopher Blix Hammer. I utstillinga 1760 - Vitskap i verdas utkant er mange av gjenstandane utstilt, til dømes måleri, oppmålingsutstyr, ein astronomisk kikkert og både ein jord- og ein himmelglobus.

Samlingane av folkekunst frå Trøndelagsbygdene har etter 1950 i hovudsak vore deponert ved Sverresborg folkemuseum. Nyare kulturhistorisk samling har ikkje tilvekst, men blir vedlikeholde som del av museet sin institusjonshistoriske arv.  

Kurator: Førsteamanuensis Jon Anders Risvaag

Kulturhistorisk arkiv inneheld grunnleggande dokumentasjon om objekta i museet si kulturhistoriske samling, og er ei sentral informasjonskjelde for arkeologi og kulturminne i museumsdistriktet. Arkivet tar imot og innordnar vitskapeleg dokumentasjon produsert i samband med utgravingsverksemd og knytt til lause kulturminne frå museumsdistriktet (rapportar, teikningar, foto, m.m.). 

Les meir om fotosamlinga.

Kurator dokumentarkivet: Overingeniør Ruth Iren Øien

Kurator fotosamlinga: Overingeniør Grete Irene Solvold