Die Erforschung der Sammlungsbestände gehört zu den grundlegenden Aufgaben eines Museums. So erkunden auch wir die Bedeutung, Materialität und Herkunft der Kunstwerke in verschiedenen Ausstellungs- und Forschungsprojekten. So wurde am Beispiel des Werkes "Konstruktion" von Lászlo Moholy-Nagy erst durch UV-Licht auf der Rückseite ein Adressstempel seiner Atelierwohnung in Berlin-Schöneberg gefunden, der Rückschlüsse über die Zeit und Umstände der Entstehung des Werkes ermöglicht.

Die Ausstellungsreihe Zoom stellt seit 2010 ein bedeutendes Werk aus der Sammlung des Wilhelm-Hack-Museums in den Mittelpunkt.
Mit der Erforschung der Provenienz seiner Sammlung trägt das Museum zur kunsthistorischen Aufarbeitung des deutschen Kunsthandels bei.
Auch der Schenkung des Düsseldorfer Rechtsanwalts Heinz Beck wurde ein umfangreiches Forschungsprojekt gewidmet.