中国美术馆收藏各类美术作品10万余件，以新中国成立前后时期的作品为主，兼有明末、清代、民国初期艺术家的杰作。藏品主要为近现代美术精品，中国当代著名美术家的代表作品和重大美术展览获奖作品，以及丰富多彩的民间美术作品。藏品中有任伯年、吴昌硕、黄宾虹、齐白石、徐悲鸿、蒋兆和、司徒乔、李可染、吴作人、叶浅予、罗工柳、吴冠中等艺术家的作品。此外还有外国美术作品千余件。1999年，德国收藏家路德维希夫妇捐赠外国美术作品117件，包括4幅毕加索的油画。
中国美术馆是以收藏、研究、展示中国近现代艺术家作品为重点的国家造型艺术博物馆。1963年6月，毛泽东主席题写中国美术馆馆额，明确了中国美术馆的国家美术馆地位及办馆性质。主体大楼为仿古阁楼式，黄色琉璃瓦大屋顶，四周廊榭围绕，具有鲜明的民族建筑风格。
