Крупнейшее собрание шедевров изобразительного искусства на Урале.
Начинался музей как картинная галерея. Основой ныне богатейшей коллекции стало собрание Уральского общества любителей естествознания. В создании нового центра культуры, так необходимого региону, приняли живейшее участие Третьяковская галерея, Эрмитаж, Пушкинский музей.
В экспозиции музея находятся поистине уникальные экспонаты, такие как Каслинский чугунный павильон, неповторимость которого заключается в том, что это цельное архитектурное сооружение, являющееся одновременно и музейным экспонатом. Такую же огромную художественную ценность, как и павильон, представляет также уникальная коллекция каслинского художественного литья. Также в музее представлены большие коллекции ювелирных украшений, фарфоровых изделий, тобольской резной кости, старинных гравюр и работ классиков русского авангарда.
Широко представлена русская живопись XVIII—начала XX веков. В экспозицию вошли выдающиеся полотна Шишкина, Крамского, Саврасова, Поленова, Коровина и других. Большой интерес у специалистов и любителей вызывает коллекция русского авангарда начала XX века, представленного работами известных во всем мире художников Малевича, Кандинского, Ларионова, Гончаровой, Машкова, Кончаловского. Помимо постоянных экспозиций, в музее проводятся кинопоказы исторических познавательных фильмов.