Die Sammlung Alter Musikinstrumente verfügt über den weltweit bedeutendsten Bestand an Renaissance- und Barockinstrumenten. Darüber hinaus verwahrt, pflegt und präsentiert sie zahlreiche Instrumente, die von berühmten Musikern und Komponisten gespielt wurden.

Zu den besonderen Sammlungsschwerpunkten zählen die einzigartigen Bestände der Wiener Hammerklaviere, der Streichinstrumente Jacob Stainers und der Holzblasinstrumente der Renaissance. Die Klangwelt der Komponisten der Wiener Klassik lässt sich anhand der Objekte der Sammlung alter Musikinstrumente lückenlos nachvollziehen.

Der Großteil der Bestände stammt ursprünglich aus Habsburgischem Besitz. Der historische Kernbestand aus der Sammlung Ambras, der Musikinstrumente aus dem 16. Jahrhundert umfasst, bietet den Besuchern Information zu den ältesten erhaltenen europäischen Musikinstrumenten. Die Sammlung wird durch Ankäufe, Schenkungen und Leihgaben kontinuierlich erweitert. In den Matineen der Sammlung alter Musikinstrumente können die Besucher die Instrumente, sofern es deren konservatorischer Zustand erlaubt, nicht nur sehen, sondern auch hören.