La sede delle raccolte è collocata nell'edificio che ospita anche gli uffici amministrativi dell'Ospedale Maggiore, nell'ala dell'antica Ca' Granda, edificata con le eredità Carcano (1637) e Macchi (1805). Alle raccolte d'arte, che espongono dipinti, sculture, arredi e suppellettili, medaglie, si affiancano le raccolte scientifiche, con collezioni di strumenti medico-chirurgici, suppellettili dell'antica farmacia, collezioni anatomiche. Celebre è la Quadreria dei ritratti dei benefattori. Di notevole ampiezza e complessità sono anche la fototeca, l'archivio e la biblioteca.

Le Raccolte dell'Ospedale Maggiore di Milano sono state riconosciute da Regione Lombardia come Raccolta Museale nel 2021.