Le musée présente une collection de témoins uniques de l'histoire du Palatinat du Rhin. Pendant de nombreux siècles, cette entité faisait partie des territoires allemands les plus importants.
Elle influença la politique mondiale jusqu'aux conflits de la guerre de Trente Ans et aux affrontements militaires avec Louis XIV lors de la guerre de succession du Palatinat. Une multitude d'objets racontent l'Histoire avec un grand « H », ainsi que de nombreuses histoires de nombreuses vies. La précieuse collection de porcelaine de Frankenthal et l'argenterie d'Élisabeth Auguste, la dernière princesse-électrice, illustrent la magnificence et la volonté de prestance de la cour, mais aussi un essor économique considérable lors du XVIIIe siècle, qui ne fut brisé qu'avec les Guerres napoléoniennes. Le portrait de la princesse-électrice âgée, présentée comme citoyenne habillée de vêtements noirs et discrets, illustre ce tournant historique. Les peintures sont un fil conducteur qui ponctue toute la visite du musée. Dans la section dédiée au Palatinat du Rhin, une galerie de portraits illustre les grands protagonistes de l'histoire régionale, dont Frédéric V, le « roi d'un hiver », avec son épouse Élisabeth Stuart, « Liselotte du Palatinat » et Perkeo, le fou du roi. La section archéologique installée sur deux étages présente des objets vieux de nombreux millénaires. De l'âge de la pierre (avec l'Homo heidelbergensis) jusqu'aux jours de la Résidence du Palatinat du Rhin, le musée documente la riche histoire de Heidelberg.
L'histoire locale de l'humanité vieille de 600 000 années reste ainsi vivace, même au-delà des frontières de la région. La majeure partie du musée est dédiée à l'époque romaine. Une précieuse richesse se cache dans l'une des collections d'œuvres picturales les plus riches du sud de l'Allemagne. La collection présente environ 7 000 aquarelles et 13 000 gravures datant de la fin du moyen-âge jusqu'au XXIe siècle. La section compte également des travaux d'artistes régionaux, dont de superbes feuilles, comme « L'Ours bleu » de Marc Chagall.
Les sujets principaux de la collection sont le romantisme, le Palatinat du Rhin, les portraits, les illustrations historiques et les tracts. Les objets de la collection peuvent être étudiés dans la pièce de présentation du cabinet sur demande préalable.