La missione del museo è presentare e dare risalto alla collezione di Peggy Guggenheim e approfondire e divulgare la conoscenza e dell’arte moderna. La collezione include opere fondanti del Cubismo, del Futurismo, della pittura metafisica, dell’astrazione europea, della scultura d’avanguardia, del Surrealismo e dell’Espressionismo astratto americano. È costituita da opere altamente rappresentative dei maggiori artisti di questi movimenti, come Jean Arp, Francis Bacon, Giacomo Balla, Umberto Boccioni, Constantin Brancusi, Georges Braque, Victor Brauner, Alexander Calder, Giorgio de Chirico, Salvador Dalí, Robert Delaunay, Marcel Duchamp, Max Ernst, Leonor Fini, Alberto Giacometti, Arshile Gorky, Juan Gris, Grace Hartigan, Vasily Kandinsky, Paul Klee, Fernand Léger, El Lissitzky, René Magritte, Kazimir Malevich, Marino Marini, Joan Miró, Piet Mondrian, Henry Moore, Robert Motherwell, Tancredi Parmeggiani, Francis Picabia, Pablo Picasso, Jackson Pollock, Germaine Richier, Mark Rothko, Gino Severini, Yves Tanguy ed Emilio Vedova. Comprende, inoltre, un nucleo di opere d’arte africana, oceanica e precolombiana.