De très importantes collections d'art on trouvé leur place naturelle à l'intérieur du Palais Pitti. La plus célèbre est certainement la Galerie Palatine, c'est-à-dire la collection privée de tableaux des familles Médicis et Habsbourg Lorraine.

Elle vante des chefs-d'œuvre de Filippo Lippi, Perugino, Raphaël, Titien, Rubens, Van Dyck, Vélasquez. Ces œuvres d'art sont installées dans de magnifiques salles, dont certaines sont peintes à fresque par le grand peintre baroque Pietro de Cortone en 1647. Parmi les statues exposées il y a la splendide Vénus de Antonio Canova en 1810.
Au même étage on peut visiter les Appartements Royaux remarquables pour les somptueux ameublements et la chapelle du XVIII° siècle, tirée de ce qui fut l'Alcôve du Grand Prince Ferdinand de Médicis.
Dans la Galerie d'Art Moderne on admire surtout des peintures du XIX° siècle et en particulier du groupe toscan « i Macchiaioli », appelés ainsi à cause de la technique qu'ils utilisaient. Il s'agit d'œuvres d'un réalisme tranquille et parmi lesquelles se distinguent celles de Giovanni Fattori.
Une exposition exhaustive des richesses accumulées par les Médicis et les Habsbourg Lorraine se trouve dans le Musée de l'Argenterie qui rassemble des bijoux, des travaux d'orfèvrerie, des travaux en pierres dures, en ivoire, en nacre, en ambre et d'autres matériaux de valeur; ce musée conserve aussi le trésor des Princes-évêques de Salisbourg, apporté ici par le Grand Duc Ferdinand III quand, en 1814, il rentra de son exil en Autriche.
Dans le Pavillon du « Cadran solaire » est installée la collection de peintures appelée, d'après son donateur, Alessandro Contini Bonacossi, avec des œuvres de Duccio da Boninsegna, Andrea del Castagno, Giovanni Bellini, Véronèse, Zurbaran, Goya. Il y a aussi un autre musée, en plein air, c'est-à-dire le magnifique jardin de Boboli.