上海交大博物館擁有實物檔案、名人字畫與手稿等藏品3300多件。根據學校當前需求以及今後發展趨勢，博物館主要關注自然歷史與科技、歷史文物、文化藝術方面的收藏與展覽。自然歷史與科技包括自然歷史、科學發現、技術創新、創意設計、科學文化等方面。歷史文物包括歷史考古、傳統文化以及著名歷史人物等方面。藝術類包括西方古典藝術、現代藝術、中國藝術欣賞等方面。
上海交大博物館已成立“戴敦邦藝術研究中心”，中心主要蒐集、整理、研究戴敦邦國畫藝術資料。在作品創作、展覽宣傳與出版、文創產品開發等方面取得了顯著成績。在中國共產黨建黨百年之際，戴敦邦先生完成了《資本論》（一、二、三）卷的繪製。2020年6月30日，上海交大博物館舉辦“《資本論》新繪——戴敦邦捐贈作品系列展首展”；2021年4月16號，舉辦“翰墨繪詩詞 丹青承意韻——戴敦邦圖釋宋代詩詞展”。出版了《<資本論>繪本第一卷》以及編印了《戴敦邦宋代詩詞國畫擷珍》。除此以外，上海交大博物館還引進了一些高質量的展覽，如2021年4月28日，“風雨故人來——陳佩秋文獻作品展”；2021年6月18日，“陳家泠革命聖地作品展”；2021年9月月“上海博物館藏：品物游心——中國文人的生活與藝術”等。
