Die Sammlung der Handzeichnungen ist eine der bedeutendsten Spezialsammlungen der Welt zum Thema Theater und umfasst mehr als 100.000 Blatt. Ihre Ursprünge gehen auf die kaiserliche Sammlung zurück.
Zu den bedeutendsten Konvoluten zählen die Bühnenbild-, Kostüm- sowie Festgestaltungsentwürfe von Lodovico Ottavio Burnacini, der bestimmenden Persönlichkeit der Leopoldinischen Oper im Wiener Hochbarock.

Zu den Höhepunkten der Sammlung zählen auch die Entwürfe der bedeutendsten Bühnenbildner- und Theaterarchitektenfamilie des Spätbarock Galli Bibiena, die Rokoko-Kostümzeichnungen von Daniele A. Bertoli und nicht zuletzt die umfangreichen Nachlässe von Alfred Roller und Caspar Neher, die das Ausstattungswesen des 20. Jahrhunderts prägten. Kolorierte Zeichnungen Edward Gordon Craigs und Entwürfe der russischen Avantgarde bilden weitere Schwerpunkte.

Die Gestaltung des Spiel-Raumes, Verkleidung und Maskierung sind seit den Anfängen des Theaters bestimmende Teile des Szenischen. Seit der Renaissance war es zentrale Aufgabe des Theaters, ein fiktives Geschehen als Realität erlebbar zu machen. Um dieses Ziel erreichen zu können, wurden Gebäude errichtet, die über eine Fülle technischer Einrichtungen verfügten. So ist die Geschichte der Bühnengestaltung ein Prozess der immer stärker werdenden Illusionierung des Bühnenraumes bis zur Ausformulierung des Guckkastens im 19. Jahrhundert, der Verdunkelung des Zuschauerraumes und dessen endgültiger Trennung von der Bühne – wie z.B. im Theater Richard Wagners. Erst im 20. Jahrhundert suchte man die Illusion wieder zu brechen, einen Bedeutungsraum zu schaffen.

Die Abteilung der Handzeichnungen im Österreichischen Theatermuseum umfasst hauptsächlich Bühnenbild- und Kostümentwürfe, Schauspielerporträts sowie Theaterarchitektur. Es handelt sich in der Regel um aquarellierte Bleistift- und Federzeichnungen sowie Gouachen.

Bühnenbild- und Kostümentwürfe sind meist handwerkliche Vorlagen für die Werkstätten. Sie entfalten erst auf der Bühne im Zusammenspiel von Raum, Bewegung, Licht und Schatten ihre künstlerische Absicht. Die Bühnenbildentwürfe stellen den szenischen Raum in seinen Einzelheiten dar, oft auch mit agierenden Personen. Manche Entwürfe wurden allerdings nachträglich ausgeführt, um das Szenenbild zu dokumentieren und – vor allem im 19. Jahrhundert – um als Vorbild für Repertoire-Aufführungen zu dienen.