В настоящее время музей выполняет три основные функции: музей с постоянной коллекцией, зал временных выставок и исследовательский отдел.

Выставочные залы музея занимают площадь 12 505 м², что сравнимо лишь с парижским центром Помпиду. В техническом отношении здание оснащено центральным компьютером, следящим за температурой, влажностью, и регулирующим освещённость залов, а в случае необходимости приводящим в действие систему безопасности.

Оригинально решён вопрос установки лифтов: в трёх стеклянных башнях с наружной стороны фасада.

Второй, четвёртый и пятый этажи предназначены для временных выставок, тогда как на третьем размещён Музей современного искусства Испании.

Коллекция

Наряду с другими художниками на двух этажах музея размещены известнейшие творения представителей испанского авангарда Жоана Миро, Хуана Гриса, Пабло Пикассо, Сальвадора Дали, а также известных современных художников, среди которых Антони Тапиес, Эдуардо Чильида и другие.

Музей даёт представление о развитии искусства XX в. до наших дней. В нём представлены работы таких художников, как Хосе Гальегос-и-Арноса, Сулоага, Нонель, Солана, Англада Камараса, Итуррино; авангардистов 20 — 30-х гг. Хулио Гонсáлеса, Марии Бланшар, Пабло Гаргальо, Альберто Сáнчесa, Макса Эрнста. Парижская школа представлена работами Бореса, Кассио, Бенхамина Паленсии, Виньеса и Васкеса Диаса. Сюрреалисты — работами Дали, Миро, Тогореса, Танги, Магритта; абстрактные информалисты — произведениями Чирино, Каногара, Торнера, Риберы, Момпо, Сауры, Виолы, Мильяреса, Лусио Муньеса, Собеля, Герреро, Руэды, Пабло Серраны, Барнетта Ньюмена.

«Герника»

Самым известным экспонатом Центра искусств королевы Софии является картина «Герника» Пабло Пикассо. Здесь также демонстрируются эскизы и этюды, позволяющие проследить историю создания шедевра.

Картина была написана в 1937 году для испанского павильона на Всемирной выставке в Париже. После выставки полотно выставлялось в ряде стран (в основном в США). Сам Пикассо заявлял, что хотел бы видеть её в музее Прадо, но лишь после восстановления в Испании республики. Картина была помещена в Прадо в 1981 году, а в 1992 году перевезена с другими произведениями искусства XX века в Центр королевы Софии.