Se encuentra instalado en un palacio del siglo XVII construido para los condes de Alvor.

La única parte que se mantuvo en pie fue la capilla, actualmente integrada en el conjunto.

El museo alberga pintura, dibujos y grabados así como esculturas desde la Edad Media hasta el siglo XIX, con algunos ejemplos anteriores.

Del extremeño Luis de Morales posee importantes ejemplos: un Ecce Homo de cuerpo entero a tamaño natural, y los dos únicos dibujos que se atribuyen al artista en todo el mundo (Lamentación ante Cristo muerto y Noli me tangere).

[1]​ Posee también muchas piezas de escultura, plata, porcelana y artes aplicadas, incluyendo la Custódia de Belém y la Custódia da Bemposta, lo que da una visión general sobre el arte portugués desde la Edad Media hasta el siglo XIX.

En su mayor parte son obras de autores portugueses, aunque también hay un atractivo repertorio italiano, que va del siglo XV al XVIII: Perugino, Correggio, Pontormo, Giorgio Vasari, Francesco Guardi...

El repertorio de escultura cuenta con unas 2.500 piezas; en lo tocante a Portugal abarca desde el siglo XIII hasta el XIX.

Las artes mal llamadas «menores» tienen un destacado interés en el MNAA, especialmente las piezas de origen y/o influencia oriental, reflejo del pasado colonial portugués, de igual modo que destaca la orfebrería en plata.

Como curiosidad, el museo alberga también numerosas joyas femeninas, que las novicias regalaban a los conventos al ingresar.

La colección reúne ejemplos de Fra Angelico, Guido Reni, Renoir, Degas, Jean-Honoré Fragonard, Hubert Robert, Alexej von Jawlensky, Camille Corot, Édouard Manet, Paul Cézanne, El Greco, Bernardino Luini, Paul Signac, Odilon Redon, Raoul Dufy, Canaletto, Frans Pourbus el joven, Max Liebermann, Camille Pissarro, Toulouse-Lautrec, Gerard Dou, Jan van Goyen, Claude Monet, François Boucher, Joshua Reynolds, Pierre Bonnard así como Thomas Gainsborough.

Coincidiendo con dicho préstamo, el Prado envió a Lisboa el magistral Autorretrato de Durero.