Das Filmmuseum Potsdam konzentriert seine Aufmerksamkeit auf die Entwicklung der Babelsberger Filmstudios seit 1912 und auf die Film- und Kinogeschichte vor allem in der Sowjetischen Besatzungszone und in der DDR. Mit seinen Sammlungen will es die Entstehung von Filmen dokumentieren, ihrer öffentliche Wirkung nachspüren und ihre Protagonisten vorstellen. Über Nachlässe von Künstlern hinaus finden sich literarische Vorarbeiten, Modelle, Requisiten, Kostüme, Szenen- und Kostümbildentwürfe, Szenen- und Werkfotos sowie schriftliche Produktionsunterlagen und unterschiedliche Werbematerialien. Die Sammlung von Film- und Kinotechnik vervollständigt das Gesamtbild der Produktion von Filmen.

Die Präsenzbibliothek, deren Bestand uneingeschränkt einsehbar ist, setzt sich zusammen aus Fachliteratur zur Filmtheorie sowie Zeitschriften und Katalogen nationaler wie internationaler Filmfestivals. Zur Bibliothek gehört auch ein Presseausschnitt-Archiv zu Filmen und Filmkünstlern sowie zu medienpolitischen Ereignissen in Deutschland und in der Region.