O Museu Nacional Thyssen-Bornemisza é a instituição pública que abriga no Palácio de Villahermosa uma das coleções pictóricas mais importantes do mundo, com mais de 800 obras de arte reunidas ao longo de sete décadas pela família Thyssen-Bornemisza. O museu, para cumprir toda sua função artística e cultural, é gerido pela Fundação Coleção Thyssen-Bornemisza F.S.P., uma fundação pública sem fins lucrativos, cujo objetivo é a conservação, estudo, exposição pública e divulgação da coleção.

O Estado espanhol adquiriu a propriedade da coleção em 1993, dando origem ao chamado Triângulo da Arte no Paseo del Prado, área museológica de Madrid que concentra o acervo pictórico mais importante da Espanha e um dos mais importantes do mundo. Desde 2004, a fundação também exibe obras emprestadas da coleção privada da Baronesa Carmen Thyssen-Bornemisza.