Die Neue Galerie Graz besitzt mehr als 2000 Fotoarbeiten von rund 370 Vertretern österreichischer und internationaler Fotokunst vom 19. Jahrhundert bis zur Gegenwart. Der Aufbau der Sammlung erfolgte ab 1980 auf der Basis von Altbeständen in der Grafiksammlung, wobei u. a. Arbeiten von Urs Lüthi, Jochen Gerz und Beiträge der trigon-Biennalen in das Fotoinventar überführt worden sind. Eine andere, wesentliche Quelle der Sammlung hinsichtlich der regionalen Entwicklung bestand in der Durchführung des Landesförderungspreises für Fotografie in der Steiermark, wobei die Arbeiten der Preisträger in die Sammlung übergegangen sind. Mit der neuen Programmlinie seit 1993 wurde gezielt am internationalen Ausbau der Sammlung gearbeitet. Durch die Unterstützung der Gesellschaft der Freunde der Neuen Galerie, privater Sponsoren und Dauerleihgaben konnten wichtige Arbeiten internationaler Positionen, beispielsweise von Jean Baudrillard, Richard Billingham, Candida Höfer, Louise Lawler, Ken Lum, Shirin Neshat oder Martha Rosler angekauft werden.

Die Sammlungsstrategie orientierte sich auch an bereits bestehenden Werkkomplexen anderer Sammlungsbereiche des Museums. So erwarb man beispielsweise ausgewählte Fotoarbeiten aus der Zwischenkriegszeit, um den Kontext mit Vertretern der klassischen Moderne aus Malerei, Graphik und Plastik in den Sammlungen der Neuen Galerie herzustellen. Eine besondere Schwerpunktsetzung galt dem Wiener Aktionismus, wobei Fotozyklen u. a. von Rudolf Schwarzkogler, Otto Muehl, Hermann Nitsch und Günter Brus eine unverzichtbare Ergänzung zu den in der Sammlung befindlichen Gemälden, Graphiken und Objekten dieser Künstler darstellen.

Somit repräsentieren die einzelnen Sammlungsschwerpunkte sowohl wichtige internationale Kunstströmungen des 20. Jahrhunderts, zugleich jedoch auch die Geschichte und die Entwicklung der Fotografie - von ihren Anfängen hin zum selbständigen Kunstmedium und weiter bis zum breitgefächerten Diskursfeld in der Gegenwart - in wesentlichen Abschnitten.