Հիմնադրման առաջին իսկ օրվանից Տուն-թանգարանը ձեռնամուխ է եղել աշխարհի չորս ծայրերից Արամ Խաչատրյանի կյանքին, գործունեությանը և ստեղծագործական հարուստ ժառանգությանը վերաբերող նյութերի հավաքագրմանը: Մինչև օրս թանգարանում հավաքվել և արխիվացվել են ավելի քան 18 հազար թանգարանային առարկա, այդ թվում՝ անձնական իրեր, լուսանկարներ, նամակներ, ձեռագրեր, հրատարակություններ և ինքնագրեր, ազդագրեր, քանդակներ և այլն, որոնցից մոտ 13 հազարը` հիմնական հավաքածուում:
Հիմնական հավաքածուի մաս են կազմում կոմպոզիտորի որդու՝ Կարեն Խաչատրյանի նվիրատվությունները, որոնց թվում՝ Արամ Խաչատրյանի դաշնամուրը, ամառանոցի ննջասենյակի կահույքը, կենցաղային և անձնական իրեր, հագուստ, անձնական արխիվի մի մասը:
Նյութերը նվիրատվության կարգով ստացվել և ստացվում են նաև կոմպոզիտորի բարեկամներից, գործընկերներից, աշակերտներից, նրա արվեստի հայ և արտասահմանցի երկրպագուներից, սփյուռքից:
Հավաքածուի արժեքավոր նմուշներից են նաև կոմպոզիտորի ձեռագիր նամակները:
Հավաքված թանգարանային առարկաներով և կուտակված գիտական ուսումնասիրություններով թանգարանը աջակցում է գրքերի և մենագրությունների հրատարակմանը, անհրաժեշտ նութեր է տրամադրում հայ և օտարերկրյա արվեստագետներին իրենց ուսումնասիրությունների և գիտական աշխատությունների համար: