Les musées du Palazzo dei Pio se composent du Musée du Palais et du Musée de la Ville. L'appartement noble, la partie la plus prestigieuse du musée du palais, regroupe les décorations peintes à fresque entre le milieu du XVe siècle et le début du XVIe siècle par Giovanni del Sega et Bernardino Loschi, peintres d'Alberto III Pio, des peintures de la collection du musée des mêmes auteurs et d'autres liées à la culture de la Renaissance à Carpi. Un autre noyau est la collection xylographique, avec les sept feuilles d'Ugo da Carpi, inventeur de la xylographie à trois bois, des matrices en bois et des œuvres de contemporains. Un troisième noyau est constitué par la galerie d'images, avec des peintures et des dessins du XVe au XXe siècle.
Il expose les matériaux de l'ancien Musée civique, fondé en 1898 sur des concepts positivistes, rassemblant à côté des œuvres d'art les expressions de l'activité de la ville : terres cuites, scagliole, fragments architecturaux et décoratifs de la ville, mais aussi des vestiges du Risorgimento et des volumes imprimés, puis des machines et des outils de l'activité agricole, puis la production de copeaux jusqu'à l'industrie textile et de l'habillement plus récente.