Ateneumin taidemuseolla on maamme laajimmat ja merkittävimmät taidekokoelmat, joukossa rakkaimmat suomalaisten mestareiden teokset. Kokoelmiin kuuluu klassikoita Gallen-Kallelasta Schjerfbeckiin, 1750-luvulta 1900-luvun modernismiin saakka. Museolla on myös laadukas kansainvälinen kokoelma johon kuuluu mm. Gauguinin ja Van Goghin teoksia. Yhteensä museolle kuuluu yli 20 000 taideteosta.
Ateneumissa järjestetään kaksi päänäyttelyä vuodessa sekä lukuisia muita tapahtumia, mm. yleisöopastuksia erikoisnäyttelyihin sunnuntaisin ja torstaisin. Yleisöä palvelee myös kirjakauppa ja kahvila.
Museon kokoelmien pohjana ovat monet lahjoitukset. Niistä merkittävin on suurkeräilijä H.F. Antellin testamentin myötä syntynyt kokoelma. Museon taideteoksia on hankittu runsaasti myös valtion rahoilla. Kokoelman merkkiteokset pyritään pitämään esillä jatkuvasti.
Vuonna 1863 Suomen Taideyhdistyksen hoitama ja kartuttama teosvalikoima asetettiin pysyvänä näyttelynä yleisön nähtäväksi ensimmäisen kerran. Vuodesta 1864 lähtien valtiovalta alkoi avustaa säännöllisesti yhdistyksen piirustuskoulua hankkimalla malliteoksia valtion varoilla. Tästä on saanut alkunsa Ateneumin taidekokoelma. Maaliskuun kymmenes oli taideinstituution alkuun saattaneen Suomen Taideyhdistyksen vuosipäivä. Se määräytyi yhdistyksen suojelijan, Venäjän perintöruhtinaan pojan Aleksandr Aleksandrovitsin syntymäpäivän mukaisesti.
Ateneum on osa Valtion taidemuseota. Valtion taidemuseo on aktiivinen kulttuurilaitos ja alansa merkittävä asiantuntijaorganisaatio. Maan suurimpaan taidemuseolaitokseen kuuluvat myös Nykytaiteen museo Kiasma, Sinebrychoffin taidemuseo ja Kuvataiteen keskusarkisto. Valtion Taidemuseo tekee monipuolisesti töitä museoalan kehittämiseksi ja yleisön sivistämiseksi.
Valtion taidemuseon uusi Taidekokoelmat-verkkopalvelu tarjoaa perustietoa niin Ateneumin, Kiasman kuin Sinebrychoffin taidemuseon kokoelmiin kuuluvista teoksista ja taiteilijoista.