Το Μουσείο Νεοελληνικής Τέχνης περιλαμβάνει εκτεταμένες συλλογές ζωγραφικής και χαρακτικής, καθώς και πολλά γλυπτά, σχέδια και ντοκουμέντα. Οι ενότητες ζωγραφικής και χαρακτικής εκπροσωπούν πλήρως την ελληνική τέχνη του 20ού αιώνα και τους διακεκριμένους καλλιτέχνες της, συχνά μάλιστα με έργα που ανήκουν στα σπουδαιότερα της συνολικής προσφοράς τους και τα οποία έχουν επιλεγεί έτσι ώστε στο σύνολό τους να αφηγούνται εύγλωττα την ιστορία της. Η κεντρική ιδέα που διατρέχει τη σύσταση των συλλογών είναι να εξιστορηθεί η Ελλάδα όπως ζει στα μάτια και στις ψυχές των εικαστικών καλλιτεχνών της, τα τελευταία εκατό χρόνια. Το Μουσείο Νεοελληνικής Τέχνης εκφράζει την άποψη μιας Ελλάδας που πιστεύει στην ιδιαίτερη φυσιογνωμία της και ταυτόχρονα στον παγκόσμιο χαρακτήρα της.

Πινακοθήκη
Χάρη στην πρόνοια και τις ενέργειες του ιδρυτή της, Ανδρέα Ιωάννου, το Μουσείο Νεοελληνικής Τέχνης είχε την τύχη να στεγάσει εξαρχής τις συλλογές και τις δραστηριότητές του σ' ένα αυτόνομο, ιστορικό κτήριο, στην είσοδο της μεσαιωνικής πόλης (Πλατεία Σύμης). Είναι το πρώτο μουσείο νεοελληνικής τέχνης που απέκτησε μόνιμες εγκαταστάσεις. Ως ιστορικής σημασίας οικοδόμημα, το πρώτο αυτό κτήριο του Μουσείου, στην Πλατεία Σύμης υπάγεται στο ρυθμιστικό σχεδιασμό της αρχαιολογικής υπηρεσίας για την προστασία της Μεσαιωνικής Πόλης, η οποία έχει αναγνωρισθεί από την UNESCO ως 'πρότυπα διατηρημένος ιστορικός οικισμός, με παγκόσμια σημασία'. Στο χώρο αυτό, γνωστό στο κοινό της Ρόδου ως Πινακοθήκη, βρίσκεται η έκθεση χαρακτικής όπως και χάρτες και χαρακτικά Ρόδου, Δωδεκανήσου και Αρχιπελάγους (δωρεά Zωής.York), ενώ κατά καιρούς φιλοξενούνται εκθέσεις επιφανών Ελλήνων καλλιτεχνών.

Nεστωρίδειο Μέλαθρον
Εκτός από το κεντρικό κτήριο της Πινακοθήκης, το 2002 το Μουσείο απέκτησε και ένα νέο πολυόροφο οικοδόμημα, δωρεά των Ιωάννη (1897-1978) και Πάολας Νεστωρίδη (1914-2011), στο οποίο μεταφέρθηκε μέρος των μονίμων εκθέσεων, ώστε οι χώροι του κεντρικού κτηρίου να μπορούν να φιλοξενούν ευκολότερα και άλλες εκθέσεις. Η γραφική 'Πλατεία με τις 100 Χουρμαδιές' μπροστά από το νέο αυτό κτήριο (και δίπλα από το ιστορικό ξενοδοχείο των Ρόδων) χρησιμεύει για εικαστικά δρώμενα, για τα εκπαιδευτικά προγράμματα του Μουσείου καθώς και για πολλές άλλες σύγχρονες εκδηλώσεις.


Νέα Πτέρυγα Νεστωρίδειου Μελάθρου
Στη τεράστια αίθουσα των 817 τετρ. μέτρων, δωρεά των αείμνηστων Ι. & Π. Νεστωρίδου φιλοξενούνται περιοδικές εκθέσεις, επιστημονικές εκδηλώσεις, ομιλίες. 

Κέντρο Σύγχρονης Τέχνης
Από το 2000 το Μουσείο χρησιμοποιεί ως εκθεσιακό του χώρο το κτήριο του Παλαιού Συσσιτίου, στην οδό Σωκράτους, στον πιο κεντρικό δρόμο της Μεσαιωνικής Πόλης. Το Κέντρο Σύγχρονης Τέχνης κατά περιόδους διοργανώνει εκθέσεις νέων καλλιτεχνών