Les collections du musée sont constituées de matières premières végétales ou animales d’intérêt thérapeutique utilisées à travers le monde et à travers les âges. Ce musée présente un ensemble unique d’environ 25 000 échantillons de ces substances naturelles et des objets liés à leur production, leur transport, leur traitement et leur emploi.
Les collections du musée se répartissent en quatre grands sous-ensembles :
– La collection Guibourt, du nom d’un professeur de L’Ecole de Pharmacie Gaston Guibourt, qui fut nommé Professeur d’Histoire naturelle des médicaments durant la première moitié du 19ème siècle et qui a rassemblé une impressionnante collection de drogues essentiellement d’origine végétale.
– Une collection générale suivant la classification botanique de Bentham et Hooker (une des plus importantes classifications botaniques au XIXème siècle), en vogue au moment de l’installation des collections dans le musée actuel.
– Les collections géographiques lorsque des ensembles importants d’échantillons en provenance d’une zone géographique particulière constituent un ensemble cohérent.
– Des collections thématiques illustrant un sujet (axe thérapeutique, catégorie de plante, type de principe actif…). Elles regroupent les plantes, les produits d’extraction, les objets associés à la récolte, au transport, à la distribution ou encore à la conservation.

Ce musée a un double intérêt, à la fois patrimonial et scientifique. Ces collections illustrent l’histoire de la Pharmacie à travers les siècles puisqu’elles comprennent des échantillons des XVIII, XIX et XXème siècles. Elle est également une source de travail pour les scientifiques : étudiants, historiens des sciences, spécialistes des substances naturelles, ethnobotanistes…

Le nom de « Musée François Tillequin» a été donné au Musée de Matière Médicale en hommage au Professeur François Tillequin, Professeur de Pharmacognosie à l’Université Paris Descartes, disparu brutalement en février 2011, qui s’était beaucoup investi dans la valorisation de ce musée.