В Герцогском дворце Урбино с 1912 года располагается лучшая музейная коллекция региона - Национальная галерея Марке.
Галерея занимает около 80 залов на первом и втором этажах дворца. В коллекции музея - картины на столе и на полотнах, фрески, деревянные, каменные и терракотовые скульптуры, гобелены, рисунки и гравюры, специализированные экспозиции керамики и старинных монет. Все произведения датируются периодом с 14 по 17 век.
Самые ценные произведения музея сосредоточены в сердце дворца – герцогских покоях (Appartamento del Duca). Так, в зале аудиенций – знаменитые «Бичевание Христа» (Flagellazione) и «Мадонна Сенигалья с Младенцем и ангелами» (Madonna di Senigallia) работы Пьеро делла Франческа. Герцогский личный кабинет (Studiolo), декорированный по проекту Браманте, знаменит деревянными инкрустациями Баччо Понтелли, изображающими книги, оружие и музыкальные инструменты, а также 14 портретами великих людей работы Джусто ди Ганда (еще 14 работ из этого же цикла находятся в Лувре). В зале Ангелов «Идеальный город» (Città Ideale) Леона Батиста Альберти и Лучано Лаурана и «Причастие апостолов» (Comunione degli Apostoli) Джусто ди Ганда.
В покоях герцогини (Appartamento della Duchessa) – «Воскрешение» (Resurrezione) и «Тайная вечеря» (Ultima Cena) Тициана и «Портрет Дамы (Немая)» (Ritratto di gentildonna; La Muta) Рафаэля.