Le Musée possède le plus important ensemble de vues de Neuchâtel. Il recense plus de 20’000 photographies, 6'000 cartes postales, 1000 estampes et 200 dessins. Sous un angle chronologique, la collection couvre la période allant du milieu du 16e siècle à nos jours. Cependant, elle n'est que très peu documentée jusqu'au milieu du 18e siècle.
La collection est centrée sur la ville de Neuchâtel : vues générales de la cité, groupes de bâtiments, édifices particuliers, travaux urbanistiques. A cela s'ajoutent des panoramas pris depuis la ville et Chaumont. La collection comprend également des vues de localités et régions du littoral, ainsi que du reste du canton.