Las esculturas que se exhiben en el museo proceden de diferentes lugares de la cuenca de México, así como de los estados de Morelos y Veracruz, incluyendo las encontradas durante las excavaciones en el sitio. Algunas esculturas se encontraban resguardadas en el Museo Nacional de Antropología hasta antes de la creación del Museo de la Escultura Mexica. Las piezas expuestas están talladas en materiales como tezontle, riolita, andesita y basalto.