Die Kunstsammlungen am Theaterplatz gehören heute zu den bedeutenden bürgerlichen Museen in Deutschland und vereinen sämtliche Kunstgattungen – von Malerei und Plastik über Grafik bis hin zum Kunsthandwerk. Ein besonderer Fokus liegt auf dem Expressionismus, Textilkunst und zeitgenössischer Kunst.
Besonders hervorzuheben sind die Sammlungen der Romantik und des Expressionismus mit Werken der „Brücke“-Künstler, darunter eine bedeutende Sammlung von Karl Schmidt-Rottluff, der in Chemnitz geboren wurde und gemeinsam mit Ernst Ludwig Kirchner und Erich Heckel hier aufwuchs. Von diesen und weiteren Künstler
, wie Caspar David Friedrich, Max Slevogt, Lovis Corinth, Helene Funke, Louise Seidler, Edvard Munch und Georg Baselitz, finden sich in der Sammlung herausragende Werke.
Im Skulpturenbestand zählen Arbeiten von Edgar Degas, Aristide Maillol und Tony Cragg zu den Highlights. Die Grafische Sammlung umfasst etwa 28.000 Werke auf Papier mit herausragenden Beständen von Lyonel Feininger, Honoré Daumier, Käthe Kollwitz und Wolfgang Mattheuer. Zusätzlich sind die Kunstgewerbe- und Textilsammlung von besonderem Wert. Die öffentlich zugängliche kunsthistorische Bibliothek der Kunstsammlungen umfasst mehr als 90.000 Bände.
Ein besonderer Schatz ist das Archiv des vollständigen Nachlasses von Carlfriedrich Claus, einem Vertreter der internationalen Kunstströmung der „Zweiten Moderne“ ab den 1960er Jahren. Das Archiv beinhaltet seine Sprachblätter und Lautkunstwerke sowie Werke von Künstler
aus seinem Umfeld, Manuskripte, Tagebücher, Korrespondenzen, Fotografien und seine persönliche Bibliothek.
Die Sammlungsausstellungen bieten einen umfassenden Überblick über Malerei und Skulptur der Romantik und des 19. Jahrhunderts, Meisterwerke der klassischen Moderne – insbesondere von Karl Schmidt-Rottluff – und des Expressionismus sowie die abstrakte Kunst nach 1945. Neben der Pflege der Sammlung und ihrer Präsentation tragen thematisch vielfältige Sonderausstellungen zum Renommee des Hauses bei.