Il museo conserva ricche collezioni di tessuti e di costumi antichi provenienti soprattutto dalle raccolte Correr, Guggenheim, Cini e dal soppresso Centro di Palazzo Grassi. Palazzo Mocenigo è sede, inoltre, di una ricca biblioteca (circa seimila volumi) specializzata in storia del tessuto, del costume e della moda; in essa spicca la collezione di più di 13000 figurini dal '700 al '900.

La biblioteca è nelle sale del primo piano nobile che non hanno conservato gli arredi originali; i depositi di tessuti e costumi sono invece localizzati nel primo ammezzato (tessilteca antica e moderna, visitabile dagli studiosi su prenotazione) e nel soffittone (terzo piano).

Nel 2013, il museo si è arricchito di una sezione dedicata al profumo, che illustra l’importante ruolo di Venezia alle origini di questa antica tradizione. nelle sei sale dedicate al profumo perfettamente integrate nelle suggestioni espositive di tutto il museo, strumenti multimediali ed esperienze sensoriali si alternano in un inedito percorso di informazione, emozione e approfondimento, al piano terra sono aperti al pubblico una Sala Multimediale, un attrezzato Laboratorio del Profumo e una White Room: spazio destinato a eventi temporanei a rotazione.