Valokuvakokoelmiin kuuluu yli miljoona valokuvaa, negatiivia ja diaa aina 1840-luvulta tähän päivään.

Valokuvakokoelmat karttuvat lahjoituksista ja museon oman kuvaustoiminnan tuloksena. Keskeisen osan muodostaa Turkuun ja Varsinais-Suomeen liittyvä kuva-aineisto. Kokoelmasta löytyy harvinaisuuksia, kuten Henrik Cajanderin Turussa 3.11.1842 ottama Suomen vanhimpana pidetty valokuva.

Valokuva-arkisto sijaitsee Turun museokeskuksen Kalastajankadun toimipisteessä. Kuvapalvelusta voi kysyä ja tilata valokuvia. Valokuva-arkisto myös neuvoo vanhoihin valokuviin liittyvissä asioissa.