Thyssen-Bornemisza muziejus Villahermos rūmuose kartu su Prado muziejumi ir Karalienės Sofijos meno centru priklauso vadinamajam meno trikampiui. Jame eksponuojami paveikslai iš barono Heinricho Thyssen-Bornemisza'os ir jo sūnaus Hanso Heinricho kolekcijos. Thyssen-Bornemisza kolekcija ypač ryškiai spindi tose srityse, kurios kituose Ispanijos muziejuose yra menkai atstovaujamos. Trecento (XIV a. Italijos) tapyba, pavyzdžiui, Duccio di Buoninsegna paveikslas "Kristus ir samarietė", ir ankstyvųjų Nyderlandų dailininkų kūriniai, pavyzdžiui, Jano Van Eycko diptikas "Apreiškimas", yra geriausi muziejaus vėlyvųjų viduramžių meno pavyzdžiai. Muziejuje taip pat saugoma puiki XV a. portretų kolekcija, tarp jų Ghirlandaio sukurtas Giovanna Tornabuoni ir Carpaccio sukurtas Jaunas riteris peizaže. Dürerio, Caravaggio, Rubenso, Franso Halso ir Canaletto darbai padeda atsekti XVI-XVIII a. Europos meno raidą.
Apsilankymas muziejuje suteikia puikią galimybę studijuoti peizažo ir žanrinę tapybą - dvi tapybos rūšis, kurios buvo ypač populiarios XVII a. olandų mokykloje ir tarp XIX a. Amerikos dailininkų. Šie paveikslai taip pat įkvėpė dailininkus romantikus, tokius kaip Frydrichas, impresionistus, tokius kaip Monė ir Degas, ir postimpresionistus, tokius kaip Gogenas ir Van Gogas - visi jie pristatomi muziejaus kolekcijoje.
Čia taip pat eksponuojami svarbūs XX a. avangardo kūriniai: fovizmas, ekspresionizmas, siurrealizmas, abstrakcija ir popartas. Pikaso "Arlekinas su veidrodžiu", Kandinskio "Paveikslas su trimis dėmėmis, Nr. 196", Dali "Sapnas, sukeltas bičių skrydžio aplink granatą likus sekundei iki pabudimo", Šagalo "Gaidys", Hopperio "Viešbučio kambarys" ir Lichtenšteino "Moteris vonioje" - tai tik keletas iš jų.
Thyssen-Bornemisza kolekcija išsidėsčiusi antrajame aukšte, kur galima rasti senųjų meistrų iki XIX a. pradžios darbų, o pirmasis aukštas skirtas modernių meistrų kūrybai nuo impresionizmo iki XX a.
Pirmajame muziejaus aukšte, į kurį yra atskiras įėjimas pagrindinės salės pradžioje, įrengta nauja instaliacija - 180 kūrinių iš Carmen Thyssen kolekcijos.
Heinrichas Thyssenas-Bornemisza pradėjo kolekcionuoti meno kūrinius XX a. trečiajame dešimtmetyje. Pasinaudodamas didžiosios krizės Jungtinėse Amerikos Valstijose laikotarpiu, jis pirko paveikslus už gana žemas kainas. Dėl finansinių problemų jų savininkai sutikdavo net su nepalankiausiomis pardavimo sąlygomis.
