Στη μόνιμη έκθεση του Μουσείου Κυκλαδικής Τέχνης παρουσιάζονται πάνω από 400 αντικείμενα από τη Συλλογή του Ιδρύματος Νικολάου και Ντόλλης Γουλανδρή, μιας από τις σημαντικότερες του είδους της στον κόσμο. Τα αντικείμενα αυτά αντιπροσωπεύουν όλες τις φάσεις του Πρωτοκυκλαδικού πολιτισμού, που άνθισε στο Αιγαίο από το 3200 έως το 2000 π.Χ.

Σύμφωνα με τις αρχαιολογικές ενδείξεις, στις Κυκλάδες της Πρώιμης Χαλκοκρατίας αναπτύχθηκαν σχετικά πολυπληθείς οικισμοί, κοινωνίες ναυτικών που, εκτός από τη μεταλλουργία και το εμπόριο, καλλιέργησαν την τέχνη και, κυρίως, τη μαρμαρογλυπτική. Οι  παράγοντες που ευνόησαν την ανάπτυξη του Πρωτοκυκλαδικού πολιτισμού, όπως ονομάσθηκε από τον Χρήστο Τσούντα, τον θεμελιωτή της προϊστορικής αρχαιολογίας στην Ελλάδα, ήταν η στρατηγική θέση των νησιών στο Αιγαίο, το φυσικό περιβάλλον και ο ορυκτός πλούτος: οψιανός, σμύριδα, χαλκός, ασήμι, και, κυρίως, μάρμαρο, δεσπόζον γνώρισμα του κυκλαδικού τοπίου.

Η Συλλογή Κυκλαδικής Τέχνης του Μουσείου περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα αντικειμένων σε πηλό, λίθο, μάρμαρο και μέταλλο. Ο επισκέπτης αντικρίζει δείγματα από πυρήνες, κοφτερές λεπίδες και αιχμές βελών από οψιανό της Μήλου, πήλινα σκεύη, καθώς και τα αινιγματικά «τηγανόσχημα» σκεύη, με την εγχάρακτη διακόσμηση στην εξωτερική επιφάνεια. Επίσης, παρουσιάζεται ένας μεγάλος αριθμός μαρμάρινων σκευών, καθώς και ορισμένα «τελετουργικά» σκεύη, όπως το αγγείο των περιστεριών.

Οι πιο ελκυστικές, ωστόσο, δημιουργίες της κυκλαδικής μαρμαρογλυπτικής είναι τα μαρμάρινα ειδώλια, έργα που εκφράζουν τον ανθρωποκεντρικό χαρακτήρα του Πρωτοκυκλαδικού πολιτισμού.  Στην αρχή, το σχήμα τους δεν ήταν τόσο τολμηρό. Τα πρώιμα ειδώλια είναι σχηματικά, σμιλευμένα από απλά βότσαλα, ή βιολόσχημα, με περίγραμμα που θυμίζει το βιολί. Με το χρόνο και τη βοήθεια των μετάλλινων εργαλείων τα ειδώλια αποκτούν ανατομικές λεπτομέρειες, για να καταλήξουν στον «κανονικό» τύπο της περιόδου  ακμής (περ. 2700-2400 π.Χ.) με τους «διπλωμένους βραχίoνες». Παριστάνουν κατά κανόνα γυμνές, γυναικείες μορφές, με λυρόσχημο ή τριγωνικό κεφάλι που κλίνει προς τα πίσω, γόνατα ελαφρώς λυγισμένα και πέλματα με κλίση προς τα κάτω. Η ανδρική μορφή, αν και σπάνια, αντιπροσωπεύεται στη Συλλογή από ένα αποσπασματικό γλυπτό, το «Σερνικούδι», καθώς κι ένα μικρότερο ειδώλιο με εξάρτυση κυνηγού ή πολεμιστή.  Ιδιαίτερα σπάνιο είναι επίσης το μοναδικό ειδώλιο καθιστής μορφής σε δράση, ο «Εγείρων πρόποσιν».

Αινιγματική παραμένει η  ερμηνεία των Κυκλαδικών ειδωλίων. Το γεγονός ότι έχουν βρεθεί σε τάφους αλλά και σε οικισμούς δηλώνει τη σύνθετη χρήση τους: ταφική, λατρευτική ή συμβολικού χαρακτήρα. Πρόκειται για μοναδικές αναπαραστάσεις με αναλλοίωτη, διαχρονική παρουσία. Ενέπνευσαν με την αφαιρετικότητά τους καλλιτέχνες του εικοστού αιώνα, όπως ο Brancusi, o Picasso, ο Modigliani και ο Henry Moore, που έλεγε χαρακτηριστικά «…αγαπιώνται και θαυμάζονται από την πρώτη κιόλας στιγμή. Ακριβώς επειδή έχουν μια τόσο μεγάλη στοιχειώδη απλότητα…».