Es versammelt einzigartige Bestände zur Historie der Kurpfalz, die viele Jahrhunderte lang zu den bedeutendsten deutschen Territorien gehörte und Weltpolitik machte, zuletzt in den Auseinandersetzungen des Dreißigjährigen Krieges und in den kriegerischen Konflikten mit Ludwig XIV. im Pfälzischen Erbfolgekrieg. Eine Fülle von Objekten vermitteln Geschichte und Lebensgeschichten. Die kostbare Sammlung Frankenthaler Porzellans und das Tafelsilber der letzten Kurfürstin Elisabeth Augusta verweisen auf den Glanz und Repräsentationswillen des Hofes, aber auch auf ein ungestörtes Wirtschaftswachstum im 18. Jh., das erst durch die Napoleonischen Kriege wieder unterbrochen wurde. Den geschichtlichen Wandel zeigt das Altersporträt der Kurfürstin, die sich als Bürgerin in dezent dunkler Kleidung präsentiert. Gemälde durchziehen wie ein roter Faden das gesamte Museum. In der Kurpfalz-Abteilung werden in Art einer Porträtgalerie die herausragenden Protagonisten der Regionalgeschichte vorgestellt, darunter der „Winterkönig“ Friedrich V. mit seiner Gemahlin Elizabeth Stuart, „Liselotte von der Pfalz“ und der Hofnarr Perkeo. Viele Jahrtausende zurück datieren die Bestände der Archäologischen Abteilung, die auf 2 Etagen präsentiert wird. Von der Altsteinzeit (homo heidelbergensis) bis in die Tage der kurpfälzischen Residenz wird die wechselvolle Geschichte Heidelbergs dokumentiert. Damit werden 600 000 Jahre Menschheitsgeschichte weit über die hiesige Region hinaus lebendig. Den weitaus größten Raum nimmt die Römerzeit ein. Versteckte Kostbarkeiten finden sich in der Graphischen Sammlung, die zu den umfangreichsten Südwestdeutschlands gehört. Mit etwa 7.000 Aquarellen und 13.000 Druckgraphiken umfasst die Sammlung Exponate vom ausgehenden Mittelalter bis ins 21. Jh.. Arbeiten regionaler Künstler sind in ihr ebenso vertreten wie herausragende Einzelblätter, zu denen Marc Chagalls „Der blaue Bär“ gehört. Sammlungsschwerpunkte liegen in den Themenbereichen Romantik, Kurpfalz, Porträts, historische Darstellungen und Flugblätter. Sie können nach vorheriger Anfrage im Vorlageraum des Kabinetts eingesehen werden.
Seit Herbst 2020 ist das Kurpfälzische Museum um eine Attraktion reicher: mit der "HD Discovery Station" reist es sich bequem und auf höchstem digitalen Niveau in die Zeit der Kelten und Römer! Mithilfe eines Spielcontrollers können die Besucher auf eine virtuelle Zeitreise gehen. Wie mit einem Gleitschirm fliegen sie über die keltische Höhensiedlung Heiligenberg oder spazieren durch die römischen Siedlungen am Neckarufer. Erfasst wurde eine Fläche von 100 Quadratkilometern, 130 000 Objekte sind bereits integriert. Das Projekt ist ausbaufähig: neueste wissenschaftliche Erkenntnisse werden von den Spezialisten der Archäologischen Abteilung des KMH unmittelbar integriert, weitere Zeitebenen sind in Vorbereitung.
