Hervorgegangen aus der 1898 gegründeten Vorbildersammlung umfasst die Textilsammlung einzigartige Textilien des 19. bis 21. Jahrhunderts mit Schwerpunkt Jugendstil, Wiener Werkstätte, Bauhaus und Textilkunst nach 1945 sowie eine große Anzahl Teppiche, Stickereien, Spitzen und außereuropäische Textilien. Namhafte Künstler:innen sind vertreten, wie William Morris, Mariano Fortuny, Gunta Stölzl, Traude-Maria Henschel, Karl Lagerfeld, Daniel Buren und Erika Hock. Eine Besonderheit bilden 5.000 Damenstrümpfe und 500 Handschuhe aus der Zeit von 1880 bis 1930 sowie 600 koptische Stofffragmente aus dem 4. bis 8. Jahrhundert. Zum Bestand der Textil- und Kunstgewerbesammlung gehören ferner eine exklusive Sammlung japanischer Färbeschablonen (130 Katagami) und europäischer Tapeten (1.000 Exponate), aber auch Naturstudien (150 Blätter), Kunstgewerbe sowie eine bedeutende Kollektion internationaler Plakate von Künstler:innen des 19. und 20. Jahrhunderts (6.700 Plakate). Die Sammlung modernen Produktdesigns umfasst unter anderem den Nachlass des Gestalters Karl Clauss Dietel. Die kunstgewerblichen Arbeiten von Henry van de Velde sind im Henry van de Velde Museum zu sehen.
Der Großteil des über 37.000 Exponate umfassenden Bestandes der Textil- und Kunstgewerbesammlung wurde in der Blütezeit des Chemnitzer Industriezeitalters angelegt und kontinuierlich bis heute ergänzt. Insbesondere die Textilsammlung ist aufgrund ihrer Qualität und Vielfalt einzigartig in Europa.
