Sara Hildénin Säätiön taidekokoelma sai alkunsa vuonna 1962. Tuolloin Sara Hildén lahjoitti omistamansa taideteokset säätiölle, joka nimettiin hänen mukaansa. Taidekokoelma syntyi pitkän ja määrätietoisen asiantuntijatyön tuloksena. Koko toiminnan lähtökohtana oli kuitenkin Sara Hildénin oma henkilökohtainen ja intohimoinen suhde kuvataiteeseen.
Säätiön kokoelmaan kuuluu nykyisin yli 5000 teosta ja se on yksi Suomen laajimmista ja merkittävimmistä modernin ja nykytaiteen kokoelmista. Kokoelmassa on teoksia maailmankuuluilta taiteilijoilta, kuten Joan Mirólta, Francis Baconilta, Paul Kleelta, ja Alberto Giacomettilta. Suomalaista modernia ja nykytaidetta edustaa laaja valikoima teoksia maamme tunnetuimmilta taiteilijoilta. Kokoelman ytimen muodostavat Erik Enrothin runsaat 500 maalausta vuosilta 1945–1963. Kokoelmaan kuuluu lisäksi testamenttilahjoituksena vastaanotettu graafikko Pentti Kaskipuron taidekokoelma.
Sara Hildénin Säätiö jatkaa edelleen kokoelman kartuttamista ja viime vuosina teoksia on hankittu muun muassa Kiki Smithiltä ja Marcel Dzamalta. Tampereen kaupungin ylläpitämä Sara Hildénin taidemuseo on säätiön kokoelman pysyvä koti.