Desde sus inicios, el CAAM no ha perdido de vista una de sus bases fundacionales: la creación de un espacio para la conservación, catalogación y estudio de las obras de arte. La Colección del Centro Atlántico de Arte Moderno se nutre en un primer momento de los fondos de arte canario adquiridos desde los años cuarenta por el Cabildo de Gran Canaria. Este fondo contaba con obras de artistas de los años 30 y 40, vinculados a la Escuela de Arte Decorativas “Luján Pérez”: Jorge Oramas, Plácido Fleitas, Eduardo Gregorio, Felo Monzón y Santiago Santana, entre otros, a las que se unen las de otros creadores canarios más contemporáneos, procedentes de exposiciones realizadas en la Casa de Colón y en la Sala San Antonio Abad.