Le musée en Plein Air du Sart Tilman se concentre principalement sur la sculpture et la peinture monumentales, et expose essentiellement la création contemporaine en Belgique francophone, représentée par des artistes de renom tels que Eugène Dodeigne, George Grard, Pierre Caille, Serge Vandercam, Félix Roulin, Pierre Alechinsky et Léon Wuidar. Le musée en Plein Air sert également de terrain d’expérimentation pour des artistes plus jeunes, comme en témoignent les œuvres de Patrick Corillon, Gérald Dederen, Daniel Dutrieux, Jean-Pierre Husquinet et Émile Desmedt.
En collaboration avec l’architecte Charles Vandenhove, le musée a acquis une dimension internationale en ajoutant à ses collections des œuvres conservées au Centre hospitalier universitaire de Liège. Des artistes tels que Sol LeWitt, Niele Toroni, Claude Viallat, Jacques Charlier et Daniel Buren ont ainsi été invités à créer des œuvres dans les locaux de l’hôpital.