Негативы
Коллекция насчитывает около 15000 единиц хранения. Это уникальная фотолетопись пилотируемой космонавтики - ежедневных предполетных тренировок, последних минут перед стартом, возвращение с космической орбиты и жизнь после полета, общественная и частная.
В результате многолетнего комплектования сформированы личные архивы ведущих «космических» фотографов - фотокорреспондента ТАСС В.А.Черединцева, ставшего в 60-е годы главным «фотолетописцем» первого отряда космонавтов, специального корреспондента ТАСС с 1971 г. по 1997 г. А.А.Пушкарева и фотокорреспондента Агентства печати «Новости» с 1961 г. по 1990 г. А.С.Моклецова. Также в коллекции есть работы всемирно известных фотографов Ю.В.Абрамочкина, Я.Н.Халипа и многих фотографов-любителей.
Составная часть коллекции кино- и видеофильмы на пленках и электронных носителях.
Это документальная кинохроника, научно-популярные фильмы отечественных киностудий, видеофильмы о жизни космонавтов на орбитальных станциях «Мир» и МКС.
В 2012 году началась работа по переводу негативов на электронные носители. Это сделает более эффективными усилия по сохранению ценных исторических источников и расширит возможности использования материалов коллекции в экспозиционно-выставочной и издательской деятельности музея.
В музее собрана небольшая (244 единицы) коллекция фоноисточников — виниловых пластинок, магнитофонных записей, компактных дисков.
На них записаны голоса Сергея Павловича Королева и космонавтов первого отряда, сообщения ТАСС
о запусках космических аппаратов, песни советских композиторов на космическую тему.
Музей хранит уникальную запись переговоров с П.Р.Поповичем, когда он находился в сурдо-барокамере СКБ-48 в ходе предполетных тренировок в 1961 году.