Su colección permanente en torno al siglo XX
El periodo «moderno», que abarca de 1900 a 1960, marca una ruptura con el arte «antiguo», «tradicional», del siglo XVII. La prestigiosa institución marsellesa dedica sus exposiciones a este periodo.
Grandes artistas dejaron su huella en esta corriente del siglo XX: Henri Matisse, Oskar Kokoschka, Pablo Picasso, Jean Arp, Alberto Giacometti, Balthus, Antonin Artaud y Francis Bacon. La colección del museo Cantini pone de relieve estas grandes individualidades.
La colección de los años 1920-1940
El fauvismo (Charles Camoin, Émile Othon Friesz, André Derain, Alfred Lombard), gran movimiento artístico del siglo XX, forma parte integrante de la colección. También se exponen los primeros experimentos cubistas (Raoul Dufy, Albert Gleizes) y las corrientes postcubistas o puristas de los años 1920-1640 (Le Corbusier, Fernand Léger, Jacques Villon, Jean Hélion).
Los primeros años del siglo XX también estuvieron marcados por la fascinación de algunos artistas por la luz y los paisajes meridionales: Cassis de Derain en 1907, el Paisaje mediterráneo pintado por Friesz el mismo año, y l’Estaque pintado, siguiendo los pasos de Cézanne, por Dufy en 1908.
La revolución surrealista constituye una parte importante de la colección. Reunidos en torno a André Breton y su esposa Jacquelin Lamba, numerosos artistas como Victor Brauner, Matta, André Masson, Jacques Hérold, Max Ernst y Joan Miró hicieron de esta revolución artística un eje principal de su arte.
El «Jeu de Marseille» creado por miembros del grupo surrealista en la Villa Air-Bel en 1940-1941, fue donado al museo Cantini en 2003 por Aube y Oona Elléouët-Breton .
La abstracción lírica o gestual está representada por obras de Nicolas de Staël, Camille Bryen, Simon Hantaï, Arpad Szenès, Maria Elena Vieira da Silva.
La colección de los años 1950-1990
El museo también alberga una colección de obras del grupo japonés Gutaï, activo en los años 1955-1960 y que mantuvo estrechos vínculos con el movimiento informal francés gracias al crítico y teórico Michel Tapié.
Las décadas posteriores están ilustradas por diversas corrientes pictóricas. El experimento «matiériste» de los años cincuenta está representado por Jean Dubuffet, Antonio Saura, Antoni Tàpies y Jean-Paul Riopelle, mientras que los paisajes abstractos de gran formato están representados por Olivier Debré, Raoul Ubac, Pierre Tal-Coat y Hans Hartung.
El arte abstracto de los años sesenta está representado por Olivier Debré, Raoul Ubac, Pierre Tal-Coat y Hans Hartung.