Vienna viene giustamente definita la città dei musei: ne conta infatti oltre 50. Il più famoso è il Museo delle Belle Arti (Kunsthistorisches Museum) che è una delle pinacoteche più grandi al mondo.

Il nucleo storico è costituito, in gran parte, dalla raccolta dell'Arciduca Leopoldo Guglielmo, pronipote di Rodolfo II e governatore dei Paesi Bassi .

La collezione del principe dell'età barocca comprendeva più di 1400 dipinti. L'imperatore Giuseppe II  fece trasferire la raccolta nel castello del Belvedere, dove fu aperta al pubblico nel 1781, dodici anni prima del Louvre.

Francesco Giuseppe fece costruire un edificio, che lui stesso inaugurò nel 1891, per contenere le collezioni d'arte imperiali. L'intera raccolta rivela il gusto e la sensibilità artistica di numerose generazioni della dinastia degli Asburgo, dall'imperatore Massimiliano I in poi.

Il Kunsthistorisches Museum di Vienna è uno dei più importanti musei di tutta Europa La sezione di arte plastica e decorativa comprende importanti sculture, avori tedeschi e bizantini dei sec. IX-XI, preziosi oggetti di oreficeria (tra cui la celebre saliera del Cellini). Ricca anche la collezione di arazzi (ca. 900) fiamminghi e francesi dei sec. XVI-XVIII, ma il settore più importante è certamente la pinacoteca, che ospita capolavori di tutte le scuole europee.

La sezione italiana comprende opere di Tiziano, C. Tura, B. Gozzoli, Antonello da Messina, G. Bellini, Giorgione, Tintoretto, L. Lotto, Palma il Vecchio, Veronese, G. Moretto, J. Savoldo, J. Bassano, Raffaello, Fra' Bartolomeo, A. del Sarto, Parmigianino, Correggio, Caravaggio, G. Reni, Bronzino; la pittura spagnola è rappresentata da un gruppo di splendidi ritratti di Velázquez; vaste le collezioni di arte fiamminga, con opere di J. van Eyck, R. van der Weyden, H. Memling, H. van der Goes, P. Bruegel il Vecchio e il Giovane, A. van Dyck, P. P. Rubens, Vermeer, Rembrandt; la pittura tedesca è rappresentata da opere di A. Dürer, L. Cranach, Altdorfer, H. Holbein.

Da giugno 2001 la città può vantare una ulteriore attrazione: é stato infatti inaugurato il Museums Quartier (Quartiere Museo) che è uno dei dieci centri culturali più grandi del mondo, con una gamma di offerte unica. Si possono visitare la collezione di dipinti di Schiele ed opere di celebri pittori austriaci del periodo moderno, come Klimt, Kokoschka e Gerstl, il Museo d’Arte Moderna (Mumok), il Museo del Tabacco, il Centro Architettura. Due padiglioni vengono per il Festival di Vienna, per le Settimane di Danza Internazionali e il festival cinematografico.

Il Museo Liechtenstein ha ritrasferito qui la sua sede: oltre ad una delle maggiori raccolte mondiali di Rubens si possono ammirare opere di Van Dyck, Lucas Cranach, Raffaello, Rembrandt, Van Ruysdael ed Hamilton.

Quasi tutti i grandi musei di Vienna offrono ai visitatori almeno una sera alla settimana la possibilità di visitare il museo anche alla  sera. Il museo Albertina, per esempio, rimane aperto ogni mercoledì fino alle 21, il Museo di Belle Arti e il Museo d’Arte Moderna Fondazione Ludwig Vienna ogni giovedì fino alle 21, il Leopold Museum ogni venerdì fino alle 21. Il Museo di Arte Applicata ha ogni martedì un programma che dura fino alla mezzanotte, mentre nella Casa della Musica si può ascoltare musica fino alle 22.

Altri musei e gallerie aperti alla sera: Kunsthalle Wien, BA-CA Kunstforum, Secessione, Künstlerhaus, Collezione Essl, Museo di Storia Naturale, Centro Architettura Vienna, Museo Ebraico di Vienna, Generali Foundation, Museo della Tecnica e Museo del Teatro Austriaco.