Τα αντικείμενα των συλλογών ξεπερνούν τις 10.000 και ειδολογικά παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία, καθώς αφορούν σε τέχνεργα αντιπροσωπευτικά όλων των εκφάνσεων της ζωής των αρχαίων Ελλήνων, από την καθημερινή ζωή και τον εξοπλισμό ενός νοικοκυριού, τη διασκέδαση και τον καλλωπισμό, την παραγωγική διαδικασία και τον πόλεμο, μέχρι τη θρησκεία και τις λατρευτικές πρακτικές, τις μεταθανάτιες δοξασίες και τα ταφικά έθιμα.

Στις συλλογές αυτές έχουν ενταχθεί και εκείνες των γυάλινων αντικειμένων, καθώς και αυτών που είναι κατασκευασμένα από οργανικά υλικά.

Τα ευρήματα χρονολογούνται από τα νεολιθικά έως και τα υστερορωμαϊκά χρόνια και προέρχονται από ανασκαφές (συστηματικές και σωστικές) στην πόλη της Θεσσαλονίκης και την ευρύτερη περιοχή της, την κεντρική Μακεδονία (κυρίως τη Χαλκιδική και την Πιερία), αλλά και άλλες θέσεις στη Μακεδονία και τη Θράκη, καθώς και από παραδόσεις, κατασχέσεις ή δωρεές ιδιωτών.

Σημαντική θέση κατέχουν τα ταφικά σύνολα σπουδαίων νεκροταφείων της ευρύτερης περιοχής της Θεσσαλονίκης, όπως το αρχαϊκό της Σίνδου, το κλασικό της  Αίνειας και το πρώιμο ελληνιστικό του Δερβενίου.

Συλλογή Κεραμικής

Στη Συλλογή Κεραμικής περιλαμβάνονται όλα τα αρχαία αντικείμενα που είναι κατασκευασμένα από πηλό, κυρίως αγγεία και ειδώλια. Σε αυτά αντιπροσωπεύονται όλες οι περίοδοι των προϊστορικών και ιστορικών χρόνων μέχρι και την ύστερη ρωμαϊκή εποχή. Στο σύνολο συγκαταλέγονται τόσο προϊόντα των δραστήριων τοπικών εργαστηρίων όσο και αντικείμενα εισαγμένα από τα μεγάλα κέντρα παραγωγής του ελλαδικού χώρου (Αττική, Κόρινθο, Βοιωτία, βορειοανατολικό Αιγαίο, Ιωνία) και, σπανιότερα, από άλλες περιοχές της ανατολικής και δυτικής Μεσογείου, τα οποία καταδεικνύουν τις στενές εμπορικές σχέσεις που είχαν αναπτυχθεί ανάμεσα σε διαφορετικές περιοχές του Αιγαίου και όχι μόνο. 

Συλλογή Μεταλλοτεχνίας

Η Συλλογή Μεταλλοτεχνίας περιλαμβάνει τουλάχιστον 4000 μεταλλικά αντικείμενα και είναι από τις πλουσιότερες και σημαντικότερες αρχαιολογικές συλλογές του είδους σε ολόκληρη τη χώρα, λόγω ακριβώς της πολύ μεγάλης άνθησης που γνώρισε η μεταλλοτεχνία στην αρχαία Μακεδονία.

Σε αυτήν εντάσσεται η μεγαλύτερη συλλογή χρυσών στεφανιών της κλασικής και ελληνιστικής περιόδου, πολλά από τα ωραιότερα χρυσά και αργυρά κοσμήματα της ίδιας εποχής, καθώς και πλήθος μπρούντζινων κοσμημάτων όλων των περιόδων. Από τις σπουδαιότερες στη Μακεδονία είναι και η συλλογή αργυρών και μπρούντζινων αγγείων του ΑΜΘ, με χαρακτηριστικότερο παράδειγμα τον αριστουργηματικό και μοναδικό στο είδος του ανάγλυφο κρατήρα του Δερβενίου. Τη Συλλογή συμπληρώνουν αντιπροσωπευτικά παραδείγματα από τον οπλισμό των μακεδόνων πολεμιστών (σιδερένιος θώρακας, μπρούντζινα κράνη, σιδερένια ξίφη και μαχαιρίδια, αιχμές της περίφημης μακεδονικής σάρισας, μπρούντζινες ασπίδες, μολύβδινα βλήματα σφενδόνης κ.ά.), καθώς και πολύ μεγάλος αριθμός (περίπου 13000) νομισμάτων (χρυσών, αργυρών και μπρούντζινων), προερχόμενων από όλη τη Μακεδονία αλλά και την υπόλοιπη Ελλάδα.

Συλλογή Μικροτεχνίας

Τον βασικό πυρήνα της Συλλογής αποτελούν κοσμήματα από γυαλί, μέταλλο, οστό, ημιπολύτιμους λίθους, μικρού μεγέθους πολυτελή και περίτεχνα αγγεία, καθώς και επιτραπέζια παιγνίδια, τα οποία προέρχονται κυρίως από ανασκαφές νεκροταφείων, δημοσίων κτηρίων και ιδιωτικών κατοικιών και επαύλεων, και χρονολογούνται από τα τέλη του 6ου αι. π.Χ.  έως και την ύστερη αρχαιότητα.

Η κατασκευή και διακόσμηση των περισσότερων έργων μικροτεχνίας της Συλλογής προϋποθέτει γνώση και εφαρμογή σύνθετων τεχνικών και η χρήση τους αποτελεί δείγμα της υψηλής αισθητικής και του πλούτου των τοπικών κοινωνιών.

Συλλογή γυάλινων αντικειμένων

Στη Συλλογή ανήκουν αγγεία κατασκευασμένα από γυαλί, τα οποία προέρχονται  από ανασκαφές νεκροταφείων και οικισμών, που χρονολογούνται από την αρχαϊκή εποχή μέχρι και τους ρωμαϊκούς χρόνους. Χαρακτηρίζονται για την ποικιλία ως προς τα σχήματα, τον τρόπο χρήσης και την τεχνική κατασκευής τους, όλα ενδεικτικά των τάσεων που επικρατούν σε κάθε εποχή. Από τα πολύχρωμα αρωματοδοχεία της αρχαϊκής και κλασικής εποχή ως τα πολυάριθμα σκεύη ποικίλων λειτουργιών από φυσητό γυαλί, σήμα κατατεθέν της ρωμαϊκής εποχής, όλα εκπροσωπούνται επαρκώς στο σύνολο των γυάλινων αντικειμένων της Συλλογής του Αρχαιολογικού Μουσείου Θεσσαλονίκης.

Συλλογή αντικειμένων από οργανικά υλικά  

Το πιο σημαντικό αντικείμενο αυτής της κατηγορίας και ένα από τα πολυτιμότερα εκθέματα του Αρχαιολογικού Μουσείου Θεσσαλονίκης είναι ο πάπυρος του Δερβενίου, που αποτελεί και την πρώτη ελληνική εισαγωγή στον κατάλογο ΜΝΗΜΗ ΤΟΥ ΚΟΣΜΟΥ της UNESCO. Πρόκειται για το αρχαιότερο βιβλίο της Ευρώπης, καθώς χρονολογείται ανάμεσα στο 340 και στο 320 π.Χ. Βρέθηκε  το 1962 στον κιβωτιόσχημο τάφο Α του νεκροταφείου του Δερβενίου, ανάμεσα στα υπολείμματα της νεκρικής πυράς.  

Εξέχον εύρημα αποτελεί και το περιεχόμενο γυναικείας ταφής του 3ου αι. μ.Χ. που βρέθηκε το 1962 στο ανατολικό νεκροταφείο της Θεσσαλονίκης. Εκτός από τον σκελετό έχουν διατηρηθεί σε εξαιρετική κατάσταση τα μαλλιά και τα φρύδια της νεκρής, αλλά και μέρος του χρυσοποίκιλτου πορφυρού υφάσματος που κάλυπτε το σώμα της.