De Pinacoteca Ambrosiana werd in 1618 gesticht door kardinaal Federico Borromeo, neef van de heilig verklaarde aartsbisschop Carlo Borromeo, waarmee het een van de oudste openbare kunstgalerijen van Europa is — de openbare opening van de Uffizi voorafgaand met bijna twee eeuwen. Borromeo concipeerde het niet louter als een prestigecollectie, maar als een burgerinstelling voor artistieke vorming, en plaatste het bewust naast de Biblioteca Ambrosiana, die hij in 1609 had ingewijd. Het complex bevindt zich in het Palazzo dell'Ambrosiana aan de Piazza Pio XI, op slechts vijf minuten lopen ten zuidwesten van de Duomo, en de 24 zalen herbergen meer dan 1.500 tekeningen en schilderijen die in vier eeuwen van weloverwogen, wetenschappelijk mecenaat zijn vergaard.
De kroonjuwelen van de collectie bestrijken twee afzonderlijke disciplines. Op schilderkundig vlak geldt Caravaggio's Mand met fruit (ca. 1599) als het enige zelfstandige stilleven dat hij ooit maakte — een radicale breuk met de verhalende kunst, waarbij verwelkte bladeren en overrijpe vijgen hetzelfde morele gewicht dragen als een religieuze allegorie. Het monumentale voorbereidende karton van Rafaël voor De School van Athene (1509–1510) beslaat een hele wand; met een breedte van ongeveer 7,6 meter is het de grootste bekende overgeleverde Renaissancetekening, die elk pentimento en elke compositorische herziening onthult die Rafaël aanbracht voordat hij het ontwerp overbracht naar de Stanza della Segnatura in het Vaticaan. De galerie bezit ook belangrijke werken van Titiaan, Botticelli, Bramantino en Jan Brueghel de Oude, wiens bloemencomposities in samenwerking met Rubens de Vlaamse-Italiaanse artistieke uitwisseling documenteren die Borromeo actief stimuleerde.
De meest bijzondere schat van het museum is echter de Codex Atlanticus — een gebonden verzameling van 1.119 bladen met tekeningen en geschriften van Leonardo da Vinci, samengesteld door beeldhouwer Pompeo Leoni tussen 1582 en 1590. Vernoemd naar zijn atlasachtige afmetingen, beslaat het zes decennia van Leonardo's oeuvre (ca. 1478–1519) en omvat studies over vlucht, hydraulica, militaire techniek, botanie en meetkunde. Napoleon vorderde het in 1796 voor Parijs; het werd in 1815 teruggegeven aan Milaan, een van de weinige belangrijke werken die de Franse vordering intact overleefden. Bezoekers kunnen wisselende facsimilepagina's bekijken, wat een direct gevoel geeft van Leonardo's rusteloze, interdisciplinaire intellect.
Vergeleken met de Brera in Milaan of de Uffizi in Florence trekt de Ambrosiana relatief weinig publiek, waardoor de belevenis ongewoon intiem is — zalen met cassetteplafonds van hout en warm, gereguleerd licht maken een ongehaaste bestudering van afzonderlijke werken mogelijk. Reken op 1,5 tot 2 uur. Het museum bevindt zich aan de Piazza Pio XI 2, op korte loopafstand van het metrostation Duomo (M1/M3). Vooraf tickets kopen wordt aanbevolen in het weekend, maar op woensdagochtenden zijn ze zelden uitverkocht. De Biblioteca Ambrosiana, bereikbaar via het museum, vereist een aparte onderzoeksafspraak voor wetenschappers, maar de gevel van de leeszaal is zichtbaar vanuit de binnenplaats.