A coleção do Museu de Olaria é inteiramente dedicada à produção cerâmica, sendo composta por cerâmica utilitária e escultura, mas também por cerâmica de revestimento, de arquitetura, de equipamento e, ainda diversas ferramentas, utensílios e artefactos dedicados a esta atividade, num total de quase 11.000 itens.

A maioria dos objetos que integram o acervo do Museu, é proveniente de centros oleiros portugueses, com especial destaque para a Olaria e o Figurado de Barcelos.

A coleção é ainda composta por objetos cerâmicos provenientes dos países de expressão portuguesa, como Angola, Brasil, Cabo Verde e Timor-Leste.