"博物"是儿童博物馆有别于其他类别校外教育机构的特征之一。在馆藏品方面，至2019年底，上海儿童博物馆的收藏品共计有 2791件，其中综合类 1529件、家具类 1件、书画类 660件、儿童玩具类 527件 以及航海、航天类 74件。部分藏品由异域儿童类博物馆及社会友好人士捐赠。除此之外，还常年征集与儿童相关的物质文化藏品及富有创意和特色的儿童个人创作作品，对符合条件的儿童自创作品和相关儿童物质文化藏品予以收藏，并颁发特制收藏证书。
自创作品
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儿童书画作品
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手工作品
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2003上海东京少儿书画交流展作品 作者：胡若轩
2003上海东京少儿书画交流展作品 作者：陆彦杰
2003上海东京少儿书画交流展作品 作者：孙臻
2003上海东京少儿书画交流展作品 作者：汪嘉诚
类别：国画；2003相海勇师生书画篆刻展；作者：蒋喆
类别：国画；来源：“缔造未来——吴昌硕杯青少年书画大赛 ”；作者：孙驰骏
类别：国画；来源：“缔造未来——吴昌硕杯青少年书画大赛 ”；作者：徐凌
类别：国画；来源：《心.手》少儿书画作品 作者：单槟斌
类别：国画；来源：2003上海.东京少儿书画交流展； 作者：吴琪然
类别：国画；来源：2003上海.东京少儿书画交流展； 作者：谢懿德
类别：国画；来源：2003上海.东京少儿书画交流展；作者：王志卿
类别：国画；来源：2003相海勇师生书画篆刻展； 作者：李怡雯
类别：国画；来源：2003相海勇师生书画篆刻展； 作者：陆轶祺
类别：国画；来源：2003相海勇师生书画篆刻展； 作者：邵仁超
类别：书法；来源：“缔造未来——吴昌硕杯青少年书画大赛 ”； 作者：王煜
类别：书法；来源：“缔造未来——吴昌硕杯青少年书画大赛 ”；作者：徐佳涛
类别：书法；来源：“缔造未来——吴昌硕杯青少年书画大赛”； 作者：倪弘
类别：书法；来源：“缔造未来——吴昌硕杯青少年书画大赛”； 作者：邵晶晶
类别：书法；来源：“缔造未来——吴昌硕杯青少年书画大赛”； 作者：奚梦琦
类别：书法；来源：“心连心、手拉手”少儿书画大赛 作者：倪仲馨
类别：书法；来源：“心连心、手拉手”少儿书画大赛； 作者：吴雯婷
类别：书法；来源：新世纪青少年书法大展； 作者：刘桢
类别：书法；来源：新世纪青少年书法大展； 作者：孙靓
类别：书法；来源：新世纪青少年书法大展；作者：孙羽亭
类别：书法；来源：新世纪青少年书法大展；作者：吴歆晔
类别：书法；来源：新世纪青少年书法大展；作者：奚凤娇
类别：书法来源：新世纪青少年书法大赛作品 作者：黄寅博
