Entre as obras-primas do museu encontram-se "O Almoço na Relva" e "Olympia" de Manet, "A Classe de Dança" de Degas, "Baile no Moulin de la Galette" de Renoir e "A Noite Estrelada sobre o Ródano" de Van Gogh.

A reorganização do acervo impressionista francês em 1978 levou à transferência de obras do Museu de Jeu de Paume para o futuro Museu d'Orsay, consolidando Paris como centro mundial de preservação desta corrente artística, ainda que marcada pela predominância do expressionismo no discurso curatorial da época.

O edifício que abriga o museu foi originalmente construído como Gare d'Orsay pelo arquiteto Victor Laloux para a Exposição Universal de 1900, sendo posteriormente adaptado para fins museológicos pela arquiteta italiana Gae Aulenti.

O museu possui significativo acervo de artes decorativas, incluindo móveis art nouveau de Émile Gallé e Louis Majorelle, além de uma importante coleção de fotografia pioneira do século XIX.

O acervo do Museu d'Orsay concentra-se especificamente no período de 1848 a 1914, preenchendo cronologicamente a lacuna entre as coleções do Louvre (arte antiga e clássica) e do Centro Pompidou (arte moderna e contemporânea).