Музеят "Тисен-Борнемиса" в двореца "Вилахермос", заедно с музея "Прадо" и Центъра за изкуство "Кралица София", принадлежи към т.нар. триъгълник на изкуството. В него са представени картини от колекцията на барон Хайнрих Тисен-Борнемиса и неговия син Ханс Хайнрих. Колекцията на Тисен-Борнемиса блести особено ярко в областите, които са слабо представени в другите испански музеи. Картини от Треченто (италианския XIV в.), като "Христос и самарянката" на Дучо ди Буонинсеня, и творби на раннонидерландски художници, като "Диптих за Благовещение" в гризайл на Ян ван Ейк, са най-добрите образци на късносредновековното изкуство в музея. В музея се съхранява и изящна колекция от портрети от XV в., включително портрет на Джована Торнабуони от Гирландайо и портрет на млад рицар в пейзаж от Карпачо. Произведения на Дюрер, Караваджо, Рубенс, Франс Халс и Каналето ни помагат да проследим траекторията на европейското изкуство между XVI и XVIII век.
Посещението на музея предлага чудесна възможност за изучаване както на пейзажа, така и на жанровото изкуство - два типа картини, които са били особено популярни в холандската школа от XVII в. и сред американските художници от XIX в. Тези картини са вдъхновили и романтичните художници като Фридрих, импресионистите като Моне и Дега, както и постимпресионистите като Гоген и Ван Гог, които са представени в колекцията на музея.
Той може да се похвали и с важни творби на авангарда на XX в.: фовизъм, експресионизъм, сюрреализъм, абстракция и поп арт. Някои от тях са "Арлекин с огледало" на Пикасо, "Картина с три петна", № 196 на Кандински, "Сън, предизвикан от полета на пчела около нар секунда преди събуждане" на Дали, "Петелът" на Шагал, "Хотелска стая" на Хопър и "Жена във ваната" на Лихтенщайн.
Колекцията Thyssen-Bornemisza е разположена на втория етаж, където се намират старите майстори до началото на XIX в., а първият етаж е посветен на творчеството на модерните майстори от импресионизма до XX в.
На приземния етаж на музея, със самостоятелен вход в началото на главната зала, е разположена новата инсталация от 180 творби от колекцията на Кармен Тисен.
Хайнрих Тисен-Борнемиса започва да колекционира произведения на изкуството през 20-те години на ХХ век. Възползвайки се от периода на голямата криза в Съединените щати, той купува картини на доста ниски цени. Поради финансови проблеми собствениците им се съгласявали дори на най-неблагоприятните условия за продажба.