Der Sammlungsteil vollzieht die wesentlichen Technologielinien der Filmprojektion von 1895 bis etwa 1990 nach. Grob lassen sich Geräte für das professionelle, stationäre Kino und solche für mobile Darbietungen bzw. den Schul- und Heimgebrauch unterscheiden. Gemäß Sammlungskonzeption werden schwerpunktmäßig Projektoren ostdeutscher Einsatz- und Produktionsorte beschafft und bewahrt.

Schmuckstück und zugleich Beleg für komplizierte Vorführverfahren der Frühzeit ist der als Dauerleihgabe des Bundesarchiv-Filmarchivs im Museumsfoyer ausgestellte Doppelprojektor Bioskop, mit dem Max Skladanowsky am 1. November 1895 im Berliner Wintergarten seine ersten Filme zeigte.
Seltene Modelle der Jahre 1910 - 1920 sind ein Selbstbaugerät Typ Pathe III, ein 35-mm-Projektor von Buderus, Hannover, und ein Projektorkopf Herkules des Kinematographenwerkes Leipzig (Seriennummer 9).
Der ab 1909 von Heinrich Ernemann in Dresden in Serie gefertigte erste Stahlprojektor Imperator befindet sich in mehreren Ausführungen im Bestand, hervorzuheben: ein Gerät mit der Seriennummer 746 (Baujahr 1909/10) und ein Fragment des gekapselten Jubiläums-Modells von 1914.

Die Verbesserungen des Projektorenbaus der 20er bis 50er Jahre können über zwei Firmenbiografien nachvollzogen werden: die Ernemann AG / Zeiss Ikon AG / VEB Pentacon Kamera- und Kinowerke Dresden (Ernemann II, III, IV, VII, VII B und die Dresden-Reihe) sowie die Johannes Nitzsche AG Leipzig (Matador, Reform, Saxonia I, IV und V).

Da gemäß den RGW-Richtlinien in den DDR-Kinos ab etwa 1970 vermehrt tschechische Projektoren die Ernemann- bzw. Dresden-Serien ablösten, gingen auch 35-mm-Geräte von Meopta Prerov (Meo 4 und 5) in die Sammlung ein.

Für das in den 60er und frühen 70er Jahren auch in der DDR popularisierte 70-mm-Format baute Pentacon den Universalprojektor Pyrcon UP 700 für 35- und 70-mm-Film; 1980 waren noch 10 DDR-Kinos mit der Maschine ausgerüstet. Das Filmmuseum konnte einen UP 700 aus dem Haus der Kultur und Bildung Neubrandenburg übernehmen.

Einen wichtigen Teil der Kollektion umfassen mobile Land- und Schulkinematographen, die ca. 1920 eingeführt und ab 1930 auch als 16-mm-Geräte vertrieben wurden. Neben bekannten Fabrikaten wie Kinox (Ernemann) und Monopol (Ica) stehen seltenere Stücke: z.B. der in Babelsberg ab ca. 1935 hergestellte Wanderton-Projektor der Mechanoptik, Gesellschaft für Präzisionsmechanik mbH. Auch zahlreiche Kofferkinos – allen voran die TK 35 – haben einen festen Platz in der Sammlung.

Eine große Bestandsgruppe bilden Amateur- und Familienkinos, in der Regel leichte und einfach zu bedienende Geräte für 8-mm-, 9,5-mm- oder 16-mm-Film, die bisweilen zwei oder sogar drei Formate transportieren konnten – wie der Heurtier Supertri von 1953/58.

Auch die zahlreichen technologischen Sonderwege der Filmwiedergabe sind belegt; angefangen beim von Emil Mechau schon vor dem Ersten Weltkrieg konzipierten Projektor mit optischem Ausgleich über Spiegelkranz (Modelle III und IV). Kassettenprojektoren, Schaufenster- oder Schrankkinos erfreuten sich großer Beliebtheit, weil sie die kontinuierliche Filmvorführung (z.T. auch bei Tageslicht) ermöglichten: im Bestand befindet sich u.a. ein Kolm-Projektor der Wuppertaler Kinomat-Film (um 1925) und ein Exemplar der Film-Juke-Box Scopitone aus den 60er Jahren.