Коллекция Тульского историко-архитектурного музея представляет собой исторически сложившееся собрание скульптурных и архитектурных произведений малых форм из белого камня и металла, декоративно-прикладного искусства, предметов быта, мемориальных предметов и документов из семейных архивов жителей города, произведений живописи, графики, предметов вооружения, воинского обмундирования и военной атрибутики, письменных источников и фотоматериалов, редких книг, газетных изданий, плакатов, архитектурной проектной документации, документов на различных носителях, связанных с историей Тулы и края. Хронологические рамки коллекции музея охватывают период от конца XVIII до начала XXI века.
Научно-вспомогательный фонд музея включает копии документов и фотографий, научную библиотеку, передвижные выставки, печатную продукцию, архитектурные макеты и планы, а также типовые предметы, не связанные напрямую с историко-архитектурным профилем музея, но представляющие интерес как раритеты или авторские работы.
На 1 января 2024 года основной фонд музея содержит 9889 единиц хранения, научно-вспомогательный — 1832 единиц хранения.
Страница музея на ресурсе «госкаталог.рф».
Начало формирования коллекции относится к 1998 году, когда по инициативе Р.Р. Лозинского на базе организованного им общественного движения «Тульский некрополь» был основан Историко-архитектурный и ландшафтный музей «Тульский некрополь» (с 2013 г. – Тульский историко-архитектурный музей). Однако, уже с 1980 г. на Всехсвятском кладбище началась работа по типологизации надгробных памятников, проводились архивные изыскания по изучению персоналий погребённых.
Таким образом, изначальное музейное собрание включало в себя памятники русской провинциальной мемориальной архитектуры и скульптуры, также в ходе изучения биографий людей, погребенных на исторических кладбищах, фонды комплектовались предметами и документами из семейных архивов жителей города.
Именно в это время были определены принципы комплектования основного фонда музея и главные направления работы на основе опыта музеев-некрополей Москвы и Санкт-Петербурга. В вопросах музеефикации исторических кладбищ «Тульский некрополь» опирался на консультации коллег из Музея городской скульптуры (г. Санкт-Петербург) и комплексные научные исследования: архивно-исторические, искусствоведческие, экологические, теологические, этнографические и пр.