Die Sammlung des Museums war ursprünglich eine private Sammlung der Familie Thyssen-Bornemisza, einer der renommiertesten Kunstsammlungen Europas.
Sie zeigt eine der wenigen umfassenden Retrospektiven der westlichen Kunst vom 13. bis zum 20. Jahrhundert.
Die Sammlung umfasst ikonische Werke von Dürer, Caravaggio, Rubens, Monet, Degas, Van Gogh und Picasso.
Geführte Tour durch das Museo Thyssen-Bornemisza