Allestiti nel palazzo dei Conservatori, nel palazzo Nuovo e nel palazzo Caffarelli (mostre temporanee), costituiscono il più antico complesso museale pubblico (1471), creato grazie a un lascito di alcune statue bronzee da parte di Sisto IV, poi accresciuto con acquisizioni e in seguito agli scavi di fine Ottocento e degli anni Trenta del Novecento. Insieme al palazzo Senatorio, dove si ripercorrono gli spazi dell'antico Tabularium, i tre palazzi delimitano lo spazio michelangiolesco della piazza. Tra le opere scultoree delle collezioni archeologiche si segnalano: la celeberrima Lupa Capitolina (V secolo a.C.), l'Amazzone ferita, l'originale bronzeo della statua equestre di Marco Aurelio (II secolo d.C.), il sarcofago Amendola (II secolo d.C.), la Venere Capitolina, copia romana da originale greco del III secolo a.C., e il Galata morente (III secolo a.C.). Tra i dipinti della pinacoteca, istituita nel 1749 e situata al secondo piano del palazzo dei Conservatori, Sacra famiglia di Dosso Dossi, Ritratto di dama con gli attributi di S. Margherita del Savoldo, Battesimo di Gesù di Tiziano, Ritratto di balestriere di Lorenzo Lotto, Ritratto di Gian Lorenzo Bernini di Velázquez, S. Giovanni Battista e La buona ventura del Caravaggio. Dopo i lavori di riordinamento del palazzo Nuovo, circa 450 sculture sono state trasferite presso la Centrale "Montemartini". La raccolta lapidaria è sistemata nella galleria di congiunzione.