La Colección Tomás Mallol se compone aproximadamente de veinte mil unidades. Aparte de los casi ocho mil objetos, aparatos y sus accesorios precinematográficos y del cine de los primeros tiempos, hay que destacar cerca de diez mil documentos con imágenes fijas (fotografías, carteles, grabados, dibujos y pinturas), ochocientos filmes de todo tipo y una biblioteca con más de setecientos libros y revistas.
Los objetos reunidos se enmarcan en el periodo comprendido entre mediados del siglo XVII y 1970. El grueso de la colección puede datarse entre la segunda mitad del siglo XVIII y el primer tercio del siglo XX. Tomàs Mallol siempre ha tenido en consideración el buen estado de conservación de las piezas adquiridas, las ha habilitado sistemáticamente y las ha mantenido en condiciones adecuadas en un espacio especialmente construido para tal fin.
Tomàs Mallol formó su colección sobre todo entre 1968 y 1998. Treinta años en que recorrió los principales mercados de Cataluña, España y Francia, fundamentalmente. Estableció numerosos contactos personales con anticuarios especialistas en cine y fotografía, que la avisaban cada vez que tenían un objeto de precine para vender.
Una de las principales características de la Colección Tomás Mallol es el criterio sistemático que se ha seguido a la hora de adquirir las piezas, dejando de lado cualquier tendencia personal o arbitraria. La idea de fondo era recoger todos los elementos que configuran la prehistoria del cine y sus primeros años de existencia. Es decir, todos los objetos que explican cómo se representaban las imágenes antes del cine y cuál fue el proceso técnico que permitió el invento del cinematógrafo en 1895. Por ello, y ya desde sus inicios, Tomàs Mallol creó, paralelamente a la colección, una biblioteca especializada en precine, que le sirvió para documentarse a fondo sobre los objetos que tenía que adquirir. Mallol seguir cuatro líneas básicas en la formación de su colección:
Aparte de estas líneas, Tomàs Mallol también extendió sus adquisiciones hacia otras dos igualmente interesantes, que demuestran la popularización de la técnica del cine en la sociedad del s. XX:
Como consecuencia del punto anterior, debemos decir que la idoneidad museística y pedagógica de la colección es excepcional, no sólo por el valor histórico, científico y de investigación de los objetos conservados, sino también por su discurso, que nos permite seguir y comprender paso a paso la prehistoria y la historia de los primeros tiempos del cine.
En definitiva, podemos concluir que, por la cantidad, la calidad y el discurso coherente de sus piezas, esta colección puede compararse con las de los mejores museos y colecciones privadas de precine de Europa.