Madrid cuenta con importantes pinacotecas, las cuales constituyen una de las principales atracciones turísticas de la ciudad. El llamado Triángulo del Arte concentra próximos uno de otro, tres centros de referencia: el Museo del Prado, el Thyssen-Bornemisza, y el Museo Reina Sofía:
El Museo del Prado es una de las más importantes pinacotecas del mundo; se dice que no es la más completa, pero sí la más rica por la acumulación de obras maestras. Su colección se centra en pintura anterior al siglo XX, especialmente italiana, española y flamenca. Algunas de las obras más representativas que contiene son Las Meninas, La fragua de Vulcano o El triunfo de Baco, de Velázquez; La maja desnuda, La vendimia o La carga de los mamelucos, de Goya; Las tres Gracias de Rubens; el Autorretrato de Durero; el Caballero de la mano en el pecho de El Greco; el Descendimiento de Roger van der Weyden; El Jardín de las Delicias de El Bosco; Carlos V en Mühlberg, de Tiziano... además de una notabilísima colección de escultura con obras clásicas grecorromanas, renacentistas y de otros periodos.

El Museo Thyssen-Bornemisza representa una de las mayores colecciones privadas de arte del mundo. Tiene organizadas sus colecciones de forma cronológica, de forma que comienza en el Renacimiento y concluye en el siglo XX. En la segunda planta se hace un recorrido por el ciclo del Renacimiento y del Clasicismo, el Quattrocento italiano, ejemplos de maestros italianos, alemanes y holandeses del siglo XVI como Jan Van Eyck, Alberto Durero y Hans Holbein; y finalmente una galería dedicada a Tiziano, Tintoretto, Bassano, El Greco, Bernini y Caravaggio, entre otros. En la primera planta se muestra la colección de pintura holandesa, desde Frans Hals a Max Beckmann; con muestras de Realismo, Rococó, Neoclasicismo, Romanticismo y movimientos impresionistas. La planta baja reúne obras del siglo XX, desde el cubismo y las primeras vanguardias, hasta el Pop Art. Destacan algunas obras maestras contemporáneas de Picasso, Piet Mondrian, Marc Chagall o Edward Hopper.

Fachada del Museo Reina Sofía, donde se aprecia el ascensor exterior que le da su aspecto característico.El Museo Nacional Centro de Arte Reina Sofía es el museo nacional español de arte del siglo XX. Cuenta con colecciones de Pablo Picasso y Salvador Dalí. La obra más conocida del museo es el Guernica. También posee obras de Juan Gris, Joan Miró, Julio González, Eduardo Chillida, Pablo Palazuelo, Antoni Tàpies, Pablo Gargallo, Lucio Muñoz, Luis Gordillo, Jorge Oteiza, Ouka Lele y José Luis Gutiérrez Solana, entre otros. Alberga además una biblioteca de acceso libre especializada en arte, cuyos fondos ascienden a más de 100.000 libros, 3.500 grabaciones sonoras y cerca de 1.000 vídeos.