Die in den Jahren nach dem zweiten Weltkrieg rasch aufblühende Industriestadt Marl verpflichtete für ihre zahlreichen Bauvorhaben international anerkannte Architekten (beispielsweise H. Scharoun für eine Schule, die holländischen Architekten J. H. van den Broek und J. B. Bakema für das Rathaus, H. Schröder und P. Faller für das Hügelhaus) und verwendete jeweils einen bestimmten Prozentsatz der Baukosten für Kunstankäufe. Mit diesen Mitteln erwarb die Stadt Marl nach und nach eine Reihe von Werken renommierter Künstler, vorwiegend des 20. Jahrhunderts – Großskulpturen für den Außenbereich, aber auch eine Reihe von Kleinskulpturen. Im Laufe der Jahre entstand so eine umfangreiche, qualitätvolle Sammlung.

Im Mittelpunkt der Sammmlung stehen Skulpturen der klassischen Moderne und der zeitgenössischen Kunst. Hinzu kommen dreidimensionale Arbeiten wie Objekte und Installationen. Das Spektrum reicht von Auguste Rodin und Constantin Meunier über Max Ernst und Alberto Giacometti bis zu jungen, zeitgenössichen Künstlerinnen und Künstlern. Bildhauerzeichnungen vervollständigen diesen Bereich der Sammlung.

Einen weiteren Schwerpunkt der Museumsarbeit bilden die Neuen Medien. Seit 1984 wird alle zwei Jahre der Marler Video-Kunst-Preis vergeben und seit 1998 zusätzlich ein Video-Installations-Preis.

2002 wurde erstmalig in Kooperation mit dem WDR 3 und der Initiative Hören der Deutsche Klangkunst-Preis durchgeführt.

Die beiden Preise wurden seit 2013 in einem Wettbewerb, den Marler Medienkunst-Preisen,  vereint und haben sich auf internationaler Ebene weiterentwickelt zum Marler Videokunst-Preis und dem EUROPEAN SOUNDART AWARD, die weiterhin alle zwei Jahre vergeben werden.

Seit 1990 ist die Paracelsus-Klinik am Lipper Weg eine Außenstelle des Skulpturenmuseums Glaskasten. Die Sammlung umfaßt mittlerweile circa 300 plastische Bildwerke des 20. Jahrhunderts.