Von herausragender landes- und stadtgeschichtlicher Bedeutung sind die Sammlungen des Kurpfälzischen Museums. Die Abteilungen zur Archäologie und Stadtgeschichte, die Gemälde-, Skulpturen- und Graphiksammlung sowie die Abteilung zum Kunsthandwerk bilden Schwerpunkte. Funde aus dem unteren Neckarraum von der Steinzeit bis in die frühe Neuzeit zeigt die Archäologische Abteilung. Unter anderem sind Themen der stadtgeschichtlichen Ausstellung die Heidelberger Romantik, die 48er Revolution, Heidelberg um 1900, die Universität sowie die Zeit des Nationalsozialismus. Kunstwerke vom späten 15. bis 20. Jahrhundert umfaßt die Gemälde- und Skulpturensammlung, zumeist von Künstlern, die in Verbindung mit dem Kurfürstlichen Hof beziehungsweise mit Heidelberg standen. Der Windsheimer Zwölfbotenaltar von Tilman Riemenschneider, die niederländischen Gemälde der Sammlung Posselt, Malerei der Romantik und aus der zweiten Hälfte 19. Jahrhunderts gehören zu den bedeutendsten Werken. Das Kunstgewerbe hat in den wiederhergerichteten Räumen des barocken Palais Morass seinen Platz mit Frankenthaler Porzellan, Möbeln des 18. und 19. Jahrhunderts, Silber und Kostümen. Zu den bedeutendsten Sammlungen im deutschen Südwesten gehören die Bestände der Graphische Abteilung mit 7 000 Aquarellen und Zeichnungen sowie 13 000 Druckgraphiken zu den Sammlungsschwerpunkten Heidelberger Romantik und Kurpfalz.
