O acervo da instituição possui uma estimativa de 1 milhão de peças, resguardadas em sua reserva técnica, resultado de 60 anos de pesquisas nos estados do RS, SC, PR, MT, AM e RO. Majoritariamente pré-colonial, o acervo reúne fragmentos e peças cerâmicas inteiras; artefatos líticos e ósseos; remanescentes humanos; além de vestígios coloniais, como louças, vidros e restos construtivos.

Além dos artefatos arqueológicos, o museu mantém um vasto acervo documental das pesquisas realizadas pela instituição, que reúne registro fotográfico, mapas, croquis, anotações e fichas de campo dos sítios arqueológicos.

Uma das funções da instituição é conservar esse patrimônio, para que ele possa ser pesquisado e acessado pelas futuras gerações. Com o objetivo de readequar a reserva técnica aos novos protocolos da área, a equipe do Marsul tem realizado atividades de inventário e curadoria do acervo, que são resumidas em higienização, sistematização, registro fotográfico, identificação e reacondicionamento das peças. Ações estas que são contínuas em uma reserva técnica de museu, mas que foram impactadas pelo fechamento longo da instituição.

Como extensão das atividades de inventário e registro das peças do acervo, a equipe do museu está disponibilizando coleções de artefatos digitalmente, por meio da plataforma Tainacan. Essa iniciativa faz parte do projeto Acervos da Cultura, coordenado pela Secretaria de Estado da Cultura – SEDAC. Aproximadamente 1100 peças serão expostas digitalmente na plataforma.