Il Museo Civico d’Arte Antica, fondato nel 1863, è dal 1934 allestito nelle sale di Palazzo Madama, già porta urbica della città romana, poi trasformata in castello dagli Acaia, ramo cadetto dei Savoia, nel Seicento eletto a residenza delle Madame Reali Cristina di Francia e Maria Giovanna Battista di Savoia Nemours. Il museo vanta importanti collezioni di arte applicata e un’ampia sezione dedicata alla storia dell’arte piemontese, dal Medioevo al Barocco. Nel 2013 è stato il primo museo italiano a utilizzare con successo la risorsa del crowdfounding per acquistare un servizio in porcellana di Meissen appartenuto alla famiglia d’Azeglio. La raccolta ceramica, consistente in circa 4000 pezzi e scalata in un arco cronologico compreso tra il XII e il XIX secolo, è una delle principali in Italia ed è esposta al secondo piano del palazzo, articolata in ordine cronologico, per aree geografiche e per tipologia ceramica (maiolica, porcellana, terraglia). La parte conservata nei depositi è anch’essa visibile al pubblico.
Nella sezione della porcellana, che inizia con la preziosa brocca in porcellana medicea, sono da segnalare il nucleo di Meissen, con tre animali di grandi dimensioni provenienti dal Palazzo Giapponese di Dresda, quello di Du Paquier di Vienna, tra i più importanti al mondo, e infine quello della porcellana italiana, eccezionale per pregio e completezza, messo insieme dal diplomatico e collezionista Emanuele d’Azeglio alla metà del XIX secolo. A d’Azeglio si deve anche la sezione di maiolica italiana del Settecento, ricca di rari esemplari firmati e datati. Completano la raccolta di Palazzo Madama una collezione di veilleuses di circa 230 esemplari e un gruppo di ceramiche dono delle fabbriche partecipanti all’Esposizione Nazionale Italiana del 1884, che ebbe sede a Torino.