Das Museum Thyssen-Bornemisza ist ein Kunstmuseum im Palacio de Villahermosa in Madrid, unweit des Prado gelegen. Ausgestellt werden Gemälde, die von Heinrich Thyssen und vor allem von dessen Sohn Hans Heinrich Thyssen-Bornemisza de Kászon zusammengetragen worden sind.
Das Museum wurde am 8. Oktober 1992 in Anwesenheit von König Juan Carlos I. und Königin Sophia eröffnet. Der Hauptteil der Kunstsammlung wurde im Jahre 1993 vom spanischen Staat erworben. Das Museum ist anhand der Kunstepochen organisiert. Ein Rundgang führt daher durch die Kunstgeschichte beginnend bei früher italienischer Kunst bis zu bedeutenden Werken der experimentellen Avantgarde und der Pop Art.
Seit 2004 beherbergt ein Anbau des Museums die Collection Carmen Thyssen-Bornemisza, die die letzte Ehefrau von Hans Heinrich Thyssen-Bornemisza seit Mitte der 1980er Jahre zusammengetragen hat, und die mit hauptsächlich spanischen Gemälden vom 17. Jahrhundert bis zur Moderne die ursprüngliche Sammlung ergänzt.