O Museu do Doce preserva uma série de objetos que têm origem nas tradições doceiras de Pelotas e região, como também de peças que se relacionam direta ou indiretamente com essas tradições. O doce local como fenômeno cultural que se reconhece por meio desses diversos suportes e registros, ganha narrativas e representações a partir das diferentes articulações possíveis entre esses conjuntos.

Todas as coleções preservadas no Museu do Doce surgiram a partir de doações realizadas pela comunidade. Algumas dessas coleções devem sua conformação a partir de expressivos conjuntos com origem em um único doador. Frequentemente o museu recebe doações individuais de peças que dialogam com as coleções já existentes.

Atualmente são seis as coleções preservadas, além de duas subcoleções. Essas divisões materializam uma organização contextual para as peças, bem como oferecem uma marca distintiva por grupo de objetos (sigla) para a documentação gerada sobre o acervo. Em 2019 iniciou-se ainda uma coleção referente a doces industrializados com origem em tradições e modelos de produção diversos e com origem em outras regiões, tendo surgida a partir de doações recebidas para a realização da exposição temporária intitulada “De Madeleines e Pirulitos: o doce na infância”.