Taidekokoelma ulottuu ajallisesti 1860-luvulta tähän päivään. Kokoelman vanhin osa koostuu ulkomaisten taiteilijoiden teoksista 1800-luvulta ja on peräisin Teresia ja Rafael Lönnströmin lapsuudenkodeista. Yhteisen kotinsa sisustukseksi Lönnströmit hankkivat sittemmin vanhaa, lähinnä suomalaista maalaustaidetta. Kokoelman vanhempi osa on pysyvästi esillä kotimuseossa osana kodin sisustusta. Sitä edustavat esimerkiksi Elin Danielson-Gambogin, Pekka Halosen ja Hjalmar Munsterhjelmin teokset.
Kokoelman myöhempi osa käsittää suomalaista ja kansainvälistä kuvataidetta 1970-luvulta lähtien. Teresia Lönnström aloitti kokoelman kartuttamisen 1970–1980 -luvun taitteessa, jolloin hän hankki teoksia etenkin suomalaisilta naistaiteilijoilta ja raumalaisilta taiteilijoilta, kuten Marjatta Hanhijoelta, Ulla Rantaselta, Lasse Kempakselta ja Immo Tuomiselta.
Säätiö on vuodesta 1987 lähtien kartuttanut kokoelmaa suomalaisella nykytaiteella Teresia Lönnströmin testamentin hengessä. 2000-luvulla tehtyjä hankintoja ovat muun muassa Kaisu Koiviston, Jasmin Anoschkinin, Ville Anderssonin ja Jaakko Niemelän teokset.
Taidekokoelma on karttuva ja siihen kuuluu noin 350 teosta.
