In der Hofburg sind die Schatzkammer der Habsburger mit zwei Kaiserkronen (des Heiligen Römischen Reichs und Österreichs), das Sisi-Museum (über Kaiserin Elisabeth), die Kaiserappartements und die Hofsilber- und Tafelkammer zu besichtigen; weiters die Vorführungen der Lipizzaner der Spanischen Hofreitschule, eines lebenden Museums. Die Grafische Sammlung Albertina gehört ebenfalls zum Hofburgkomplex und hat in jüngster Zeit ihre Ausstellungstätigkeit über die Präsentation von Grafik hinaus auf Gemälde und Skulpturen bis hin zur modernen Kunst erweitert. Im Neue Burg genannten Trakt am Heldenplatz befinden sich das Ephesos-Museum, die Sammlung alter Musikinstrumente, die Hofjagd- und Rüstkammer sowie das Museum für Völkerkunde.
Gegenüber der Hofburg befinden sich, an der Ringstraße, die beiden ehemaligen Hofmuseen: das Haupthaus des Kunsthistorischen Museums mit seiner Gemäldegalerie alter Meister, die Meisterwerke u. a. von Pieter Bruegel und Francisco de Goya versammelt, und das Naturhistorische Museum.
Daran schließt das MuseumsQuartier an, ein in den 1990er Jahren in den ehemaligen k. u. k. Hofstallungen errichtetes und 2001 eröffnetes Kulturareal. Dieses umfasst das Museum moderner Kunst – Stiftung Ludwig, das Leopold-Museum, das hauptsächlich Werke des Wiener Secessionismus, der Wiener Moderne und des österreichischen Expressionismus zeigt, die Kunsthalle Wien (wechselnde Ausstellungen) sowie das Tanzquartier Wien, das Architekturzentrum Wien und das ZOOM Kindermuseum.
Die Österreichische Galerie Belvedere präsentiert im barocken Schloss Belvedere Kunst aus Österreich vom Mittelalter über das Barock bis zum beginnenden 20. Jahrhundert, darunter wesentliche Arbeiten von Gustav Klimt (Der Kuss). Im Unteren Belvedere wurde 2006/2007 eine neue Ausstellungshalle errichtet. Das Palais Liechtenstein zeigt vor allem barocke Kunst sowie Teile der Sammlungen des Fürstenhauses Liechtenstein, einer der weltweit größten privaten Kunstsammlungen. Das Wien Museum (früher Historisches Museum der Stadt Wien) dokumentiert die Stadtgeschichte mit Wechselausstellungen und betreut darüber hinaus die über Wien verstreuten Gedenkstätten für Joseph Haydn, Ludwig van Beethoven, Franz Schubert und Johann Strauß. Wolfgang Amadeus Mozart ist seit 2006 das Mozarthaus Vienna gewidmet, welches in einem ehemaligen Wohnhaus des Komponisten untergebracht ist, in dem dieser an der Oper Le nozze di Figaro arbeitete (daher früher Figarohaus).
Darüber hinaus gibt es noch eine Vielzahl anderer Museen, vom Heeresgeschichtlichen Museum über das Technische Museum, die Wagenburg bis hin zum Wiener Uhrenmuseum und zum Bestattungsmuseum. Nicht zu vergessen sind die Wiener Bezirksmuseen, die einen Einblick in die Geschichte des jeweiligen Bezirks geben. Weiters befindet sich im nahen Wiener Umland ein neues Museum, welches die größte private Kunstsammlung Österreichs zeigt, die Sammlung Essl in Klosterneuburg bei Wien.