Die beiden an der Ringstraße gelegenen Museumsbauten wurden nach Entwürfen Gottfried Sempers und Karl Freiherr von Hasenauers 1872-91 erbaut.

Zum Kunsthistorischen Museum gehören auch die in der Neuen Hofburg befindlichen Sammlungen (Hofjagd- und Rüstkammer, Sammlung alter Musikinstrumente, Museum für Völkerkunde, Ephesos-Museum, Schatzkammer, Lipizzaner-Museum), das österreichische Theatermuseum und die Wagenburg in Schönbrunn. Eine Außenstelle ist auch Schloss Ambras bei Innsbruck.

Entstaden ist das Museum aus den Sammlungen der Habsburger, vor allem aus der Portrait- und Harnischsammlung Ferdinands von Tirol, der Sammlung Kaiser Rudolfs II (deren größter Teil jedoch verstreut ist) und der Gemäldesammlung von Erzherzog Leopold Wilhelm

Die Highlights der Gemäldegalerie sind

• Jan van Eyck: "Kardinal Niccoló Albergati", 1438
• Albrecht Dürer: "Anbetung der heiligen Dreifaltigkeit", 1511
• Giuseppe Arcimboldo: "Sommer", 1563
• Caravaggio: "Die Rosenkranzmadonna"
• Peter Paul Rubens: "Der Altar des hl. Ildefonso", 1630-32
• Peter Paul Rubens: Das Pelzchen", um 1638
• Johannes Vermeer: "Die Malkunst", 1665/66
• Pieter Bruegel der Ältere:
  • "Kampf zwischen Fasching und Fasten", 1559
  • "Kinderspiele", 1560
  • "Turmbau zu Babel", 1563
  • "Kreuztragung Christi", 1564
  • "Düsterer Tag (Vorfrühling)", 1565
  • "Heimkehr der Herde (Herbst)", 1565
  • "Jäger im Schnee (Winter)", 1565
  • "Bauer und Vogeldieb", 1568
  • "Bauernhochzeit", 1568/69
  • "Bauerntanz", 1568/69