Ce musée, qui occupe l'ancien palais épiscopal remanié au 16e s., porte le nom du sculpteur Machado de Castro né à Coimbra en 1731. Le porche Renaissance ouvre sur une cour-patio et, sur le côté ouest, une loggia réalisée par Philippe Terzi, ménage une vue sur le sommet de l'ancienne cathédrale et la ville basse jusqu'au Mondego. Il est particulièrement riche en sculptures, peintures, objets d'art, porcelaines et céramiques, essentiellement du Portugal et des Flandres. L'école de Coimbra occupe la place d'honneur.