O núcleo principal das coleções do museu é formado por obras premiadas ou adquiridas na Bienal das primeiras décadas. Entre elas, célebres obras-primas, como a Judite II (Salomé) de Klimt (1909) e o Rabino de Vitebsk de Chagall (1914-1922).
Um dos pontos fortes do museu é a vasta coleção de esculturas, incluindo as ceras de Medardo Rosso, doadas ao museu pelo artista em 1914. Aquisições e legados adicionais dotaram o museu de notáveis obras, de Kandinsky a Klee, de Matisse a Moore a Wildt, além de uma rica seleção de trabalhos de artistas italianos e um importante gabinete de gráficos.
Após a grande intervenção de restauração de 2002 (projeto Boris Podrecca), desde 2009 o percurso expositivo também foi ampliado para o segundo nobre andar monumental do palácio. No terceiro andar, também está hospedado o Museu de Arte Oriental, incluído no percurso da visita, com ingresso unificado.
