La collection s’échelonne de la fin du XV^e siècle à l’époque contemporaine et rassemble quelque 100 000 pièces. Provenant surtout de France et d’Italie – la Grande-Bretagne étant toutefois bien représentée pour le XVIII^e siècle - les fonds antérieurs au XIX^e siècle, moins volumineux et plus sélectifs, comportent d’importantes œuvres individuelles et des séries offrant de grandes possibilités pour la recherche.

La collection personnelle de Phyllis Lambert – qui comptait plus de 4 000 objets au moment de la fondation du Musée, en 1979 – a été à l’origine de la collection du CCA, créée pour réunir des documents reflétant l’émergence de nouvelles idées en architecture et pour bâtir un corpus varié de documents de recherche, témoignage de l’évolution chronologique et géographique de la théorie et de la pratique de l’architecture. La stratégie consistait à réunir des ensembles de dessins qui révèlent les processus architecturaux ainsi que des dessins témoignant de l’élaboration du concept et du design, de préférence à des dessins de présentation achevés. Les deux approches privilégient le processus de réflexion des architectes.

À la fin des années 1980, le CCA a acquis davantage de documents contemporains ou du XX^e siècle. S’il a d’abord axé le collectionnement sur des séries de dessins et d’estampes, il s’est aussi procuré de plus vastes collections et des archives dès ses débuts, tels les 3 000 dessins formant quelque 40 albums se rapportant à la famille Rohault de Fleury, les centaines de portraits gravés d’architectes et plus de 100 dessins produits par Pietro Bracci pour des bâtiments et des monuments érigés en Italie. À la fin des années 1980, le CCA a acquis un nombre important de dessins réalisés par des architectes individuels ou exécutés pour un seul bâtiment. C’est ainsi qu’il a acquis près de 400 dessins produits par Mart Stam pour l’ensemble résidentiel Hellerhof à Francfort-sur-le-Main, en Allemagne; quelque 600 dessins issus de divers projets de JJP Oud; 470 dessins réalisés pour le Monadnock Building; et à partir de 1987, l’amorce de ce qui deviendra les archives Peter Eisenman.

Une petite collection d’instruments à dessin typiques, qui date surtout du XIX^e et du XX^e siècle, permet d’expliquer comment les dessins étaient réalisés plutôt que d’illustrer la connaissance du métier. À une exception près, les maquettes datent du XX^e siècle et d’ordinaire, des dessins et des documents les complètent. En général, la collection a privilégié les dessins (et maquettes) conceptuels plutôt que les dessins de présentation achevés; et les croquis spontanés et directs plutôt que la représentation finale de l’édifice proposé.

Les XV^e et XVI^e siècles

Les dessins et estampes de cette époque, qui proviennent de France, d’Allemagne et d’Italie, sont presque entièrement des illustrations de monuments anciens et des dessins d’ordres. Citons entre autres les sept études à la plume et à l’encre présentées sur une double page, exécutées par le Cronaca à la fin du XV^e siècle, qui portent sur des détails de bâtiments de Florence (le Baptistère, l’église Santi Apostoli) et de Rome (le Panthéon, l’arc de Septime Sévère, la basilique de Constantin); un carnet de croquis d’un architecte anonyme, dit « le carnet de croquis romain » qui montre des plans, pour la plupart centrés, de monuments anciens et des illustrations des ordres observés à Rome et à Tivoli; des estampes de Jacques Androuet Du Cerceau, de Hans Sebald Beham ainsi que de Rudolph, Johann et Heinrich Wyssenbach. On est en train de constituer une collection d’estampes de Jacques Androuet du Cerceau afin d’étayer l’étude d’un remarquable livre, imprimé à l’encre sur vélin, de modèles d’atelier avec des dessins d’ordres, de bâtiments et de monuments. Parmi les autres œuvres remarquable de cette époque se trouvent un dessin de présentation de la façade de l’église San Petronio, à Bologne, exécuté par Camillo Azzone pour Andrea Palladio, et deux estampes de Natale Bonifacio illustrant le transport et l’érection de l’obélisque du Vatican.

Le XVII^e siècle

La collection comprend plus de 200 estampes et plus de 500 dessins de cette époque provenant surtout de France, d’Allemagne, des Pays-Bas et d’Italie. Il s’agit, entre autres, de dossiers sur de monuments anciens et contemporains, d’architecture religieuse, de fortifications et de jardins. Les principaux fonds comptent 96 estampes du Speculum Romanae Magnificentiae, un album de dessins illustrant des détails architecturaux et des monuments romains réalisés d’après des originaux de Pietro da Cortona; plus de 130 dessins et estampes de Luca Danese, dont des vues topographiques (surtout de châteaux et de fortifications d’Italie centrale), des cartes et des détails architecturaux; quelque 400 dessins de la collection dite de « Sandrart » sur des sujets religieux (jésuites) exécutés par des architectes italiens et allemands; un dessin de Vincenzo Scamozzi pour la cathédrale de Salzbourg; un dessin de Mauro Oddi pour l’église Santa Maria della Steccata; 14 estampes de Jules Hardouin-Mansart pour les Invalides; un traité non publié sur les fortifications, de Wilhelm Dilich; un album d’estampes de Langlois et Perelle; des estampes de Hans Vredeman de Vries sur l’aménagement de jardins. Il y a aussi dans la collection quelque 300 dessins anonymes de cette époque qui, pour la plupart, proviennent de la collection « Sandrart ».

Le XVII^e siècle

La collection est particulièrement riche en pièces de cette époque, dont de remarquables œuvres individuelles et des fonds sur des sujets particuliers en provenance de Grande-Bretagne, de France et d’Italie. Pour ces deux derniers pays, il s’agit surtout de dessins et d’estampes d’ornementation, de caprices, de décors de théâtre et de vues. La collection est riche en documents provenant de Grande-Bretagne et de France sur la formation et la théorie. La pratique de l’architecture est bien représentée pour la France, la Grande-Bretagne et l’Italie. La collection comprend quelque 200 dessins anonymes de cette période.

Le XIX^e siècle

La collection est très riche en documents du XIX^e siècle concernant la France et la Grande-Bretagne. Elle comporte également de plus petits fonds d’œuvres importantes pour la Belgique (Albert Ballu), le Canada, le Danemark (Christian Frederick Hansen), l’Allemagne (Karl Friedrich Schinkel), l’Italie (Ernesto et Giovanni Battista Filippo Basile, Guiseppe Mengoni, Luigi Rossini), la Russie (Ivan Iossitovitch Bauman et Karl Ivanovitch Rossi), la Suède (Albert Barnekow) et les États-Unis (Burnham and Root; McKim, Mead and White). Parmi les principaux sujets traités, citons la formation (surtout en France), les esquisses, carnets et journaux de voyage, l’architecture particulière et religieuse, l’architecture de théâtre, le génie civil (conception de ponts) et le courant néogothique. La collection comprend aussi près de 500 dessins – soit le dossier complet du Monadnock Building à Chicago – des architectes Burnham and Root, dont plusieurs dessins conceptuels préliminaires de la main même de John Wellborn Root.

Le XX^e siècle

La France, l’Allemagne, les Pays-Bas, les États-Unis et l’U.R.S.S. sont bien représentés dans la collection qui comprend, par ailleurs, des documents importants concernant l’Autriche (Josef Franz Maria Hoffman et, de Frederick Kiesler, un dessin pour la Endless House), le Canada (John Macintosh Lyle), la Tchécoslovaquie (Vlastislav Hofmann), la Grande-Bretagne (Mackay Hugh Baillie-Scott, Cecil Eve, Henry Hyams), l’Italie (Virgilio Marchi, Alberto Sartoris),et la Suède (86 dessins par Erik Gunnar Asplund pour la chapelle, le cimetière et le crématorium de Woodland; le Lister County Courthouse, à Solvesborg; le square Gustav Adolph; l’annexe du palais de justice et l’école Karl Johan, à Göteborg). Les travaux de Le Corbusier, Die gläserne Kette (La Chaîne de verre), de Ludwig Mies van der Rohe, de J.J.P. Oud, de Mart Stam et de Frank Lloyd Wright sont aussi abondamment représentés. La collection possède également 300 photographies de chantiers de bâtiments d’Oscar Niemeyer et d’Affonso Eduardo Reidy. Des fonds connexes sont conservés dans la collection des Archives du CCA, où sont déposés, entre autre, les archives de Wells Coates, de Paul Cret (Pan American Union Building) et de Maxwell Levinson (les périodiques Shelter et T-Square).