梵蒂岡這壹博物館內藏有以下著名藏品：
1.《創世紀》。是米開朗琪羅1508年5月至1512年10月在梵蒂岡西斯廷教堂禮拜堂大廳天頂的中央部分按建築框邊畫的連續9幅宗教題材的壁畫。
這幅巨型壁畫直接取材於《聖經》開頭部分。講的是開天辟地到洪水方舟的故事。這9幅壁畫分別是《神分光暗》《創造日、月、草木》《神分水陸》《創造亞當》《創造夏娃》《原罪－逐出伊甸園》《諾亞獻祭》《大洪水》《諾亞醉酒》 ，裏面總***繪有343個人物，畫面面積14 X 38.5平方米。
2.《最後的審判》。也是米開朗琪羅所畫，是於1534年至1541年受命於羅馬教宗保羅三世為西斯廷天主堂繪制的壁畫 。
《最後的審判》繪畫尺寸巨大，占滿了整個西斯廷天主堂祭臺後方的墻壁，描繪達400多個人物。?
《最後的審判》比米開朗琪羅以前的繪畫要簡單，繪畫的內容是講述基督降臨人間，在降臨人間的那壹刻，審判生者和死者。得到基督免罪的人將會獲得永生。畫面采用了水平線與垂直線交叉的復雜結構的構圖方式。畫面大致可分為四個階層，最上層是天國的天使，畫面中央是耶穌基督，畫面下層是等待審判的人群，最下層是地獄。 最後的審判於1541年推出之時，即引起巨大轟動。
3.《雅典學院》。雅典學院是意大利畫家拉斐爾.桑西是文藝復興三傑之壹，也是其中最年輕的壹位。於1950年至1951年創作的壹幅壁畫作品，是壹幅底長7米多的大壁畫。
《雅典學院》描繪的是希臘哲學家柏拉圖開辦雅典學院時候的事情。整個畫作以縱深展開的高大建築拱形圓屋頂幾個拱門作為背景。***描繪了57個名人。畫中的人物包括柏拉圖、亞裏士多德，恩師蘇格拉底，亞歷山大大帝、古希臘哲學家、數學家畢達哥拉斯、古希臘晚期的哲學家伊壁鳩魯、修辭學家聖諾克利特斯、烏爾賓諾大公弗朗西斯科德拉羅斐爾、數學家歐、天文學家托勒密 、波斯預言家、拜火教主索羅亞斯德 、拉斐爾的老師佩羅吉諾 、古希臘大哲學家赫拉克利特、古希臘犬儒派哲學家第歐根尼。 拉斐爾.桑西用這幅畫描繪了希臘那個黃金年代。也描述了希臘和文藝復興的壹些關系。
此外，梵蒂岡博物館還收藏了卡拉瓦喬《基督下葬 》，列奧納多?達芬奇的《聖哲羅姆 》，還有米開朗琪羅的《末日的審判》 等其他藝術家的藝術作品。