Государственный музей Уэльса считается одним из крупнейших музеев Британии. Здание начали возводить в 1912 году, но строительство было приостановлено из-за Первой мировой войной. Завершить его удалось лишь в 1932 году. Однако Национальный музей Уэльса открылся раньше, в 1927, когда помещения еще не были окончательно достроены. Он располагается в городском парке недалеко от Кардиффского университета и Муниципалитета.
В музее есть отделы зоологии, ботаники, геологии, археологии, но наибольший интерес, как правило, представляет отдел искусства, известный своей уникальной коллекцией живописи. Здесь искусство эпохи Барокко и Ренессанса представлено работами Никола Пуссена, Пальма Веккьо, Яна Ван де Каппелле, Питера Пауля Рубенса, Амико Асперти-ни и художников, работавших в мастерской Сандро Боттичелли. Отдельно стоит отметить коллекцию французского искусства, которая была подарена музею сестрами Гвендолин и  Маргарет Дэвис. В нее входит самое полное в мире собрание полотен Оноре Домье, а также крупнейшая в Великобритании коллекция работ Жана-Франсуа Милле.
В музее также можно найти пейзажи Венеции, полотна Поля Сезанна, виды Руанского собора, написанные Клодом Моне, работы Камиля Писсарро, Пьера-Огюста Ренуара, Эжена Будена, Альфреда Сислея, Андре Дерена, Жоржа Брака и других французских художников. В музее также представлена коллекция искусства двадцатого века, куда входят работы известных мастеров. Это картины Стенли Спенсера, Люсьена Фрейда, Оскара Кокошки, Фрэнсиса Бэкона, Фрэнка Ауэр-баха, Рэйчел Уайтрид и скульптуры Эрика Гилла и Джейкоба Эпстайна.
Здесь есть большая коллекция прикладного искусства. Например, собрание европейского фарфора, где можно лицезреть более 200 предметов.