En viktig del av virksomheten ved Norsk Skogmuseum dreier seg om å samle inn materiale som kan fortelle ettertida noe om aktiviteter innenfor de temaområdene museet arbeider med. Slik innsamling og dokumentasjon har pågått siden museets første år. Samlingene består av antikvariske bygninger, gjenstander, fotomateriale, lydopptak og arkivalia. I tillegg til dette har museet et betydelig fagbibliotek.
Deler av samlingene er utstilt, og er slik sett alltid tilgjengelige for publikum. Mye står også i magasiner med tanke på framtidige utstillings- og forskningsprosjekter. Innsyn i slikt materiale kan avtales med museets personale.
