Desde a súa inauguración o 15 de marzo de 1991, o Centro Galego de Artes da Imaxe é tamén a Filmoteca de Galicia.
Desde a súa fundación, a Filmoteca ten contribuído á catalogación, conservación e restauración de numerosos materiais filmográficos, tanto galegos como estranxeiros, en colaboración con institucións españolas (Filmoteca Generalitat de Catalunya, Filmoteca Vasca e especialmente Filmoteca Española), estranxeiras (Det Danske Filmuseum, Cinemateca Portuguesa) e vinculadas con Galicia no exterior (Casa de Galicia e Federación de Sociedades Gallegas en Bos Aires, Sociedad de Beneficiencia de Naturales de Galicia en La Habana).
A institución vén colaborando tamén con entidades galegas como o Arquivo da Emigración Galega, o Arquivo Sonoro de Galicia, o Museo de Pontevedra e o Museo Massó, ademais de con empresas como Envases Alonarty.
«Un viaje por Galicia»
Xunto coa Filmoteca Española, o Centro Galego das Artes da Imaxe promoveu a súa primeira restauración coa longametraxe documental Un viaje por Galicia (Luis R. Alonso, 1929), á que lle seguirían nos anos seguintes outras documentais de diferentes metraxes e temáticas, entre eles moito material do chamado «cine de correspondencia», vinculado á emigración galega en países latinoamericanos como Cuba e Arxentina.
Pero foi sobre todo no eido da ficción onde se teñen achegado importantes contribucións á conservación do patrimonio audiovisual galego como a restauración da curtametraxe Miss Ledya (José Gil, 1916), considerada a primeira ficción galega, á que lle seguirían longametraxes como La casa de la Troya (Pérez Lugín, 1924), La tragedia de Xirobio (José Signo, 1930), Polizón a bordo (Florián Rey, 1941) e Bandera negra (Amando de Ossorio, 1958), entre outros.
O ano santo de 1915
A eles hai que sumarlles máis de vinte películas documentais datadas entre as décadas dos dez (unha filmación do ano santo de 1915 está a restaurarse coa colaboración da Cinemateca Portuguesa) e os anos cincuenta do pasado século, ademais de varias curtas dirixidas polo cineasta Eugenio Granell.
Situado na coruñesa rúa Duran Loriga, o Centro Galego das Artes da Imaxe (ou CGAI) mantén toda a estrutura dunha filmoteca en canto a catalogación, arquivos, biblioteca e fototeca, ademais de manter convenios de colaboración con numerosas filmotecas, ao tempo que ofrece proxeccións diarias na súa sala. O importante aumento de fondos documentais nos últimos anos, na súa meirande parte procedentes de doazóns de particulares, fai que actualmente a súa principal necesidade sexa a de ampliar as súas instalacións.
A máis recente contribución do CGAI ao patrimonio cinematográfico galego foi a restauración, a finais do 2008, da película social El andamio , rodada na Coruña en 1958 por Rogelio Amigo.