El núcleo de las colecciones del Louvre está constituido por el grupo de cuadros del renacimiento italiano (entre los que se encuentran varias obras de Leonardo da Vinci) pertenecientes al rey Francisco I, importante coleccionista y mecenas artístico. Los fondos del Museo se vieron ampliados de forma significativa con las adquisiciones realizadas para la monarquía por el cardenal de Richelieu y el cardenal Mazarino, gracias al cual se compraron obras que habían pertenecido a Carlos I de Inglaterra. Napoleón I Bonaparte depositó en el Louvre los cuadros y obras de arte de las que se había apropiado durante sus conquistas europeas. Tras su caída, sin embargo, muchas de estas obras fueron devueltas a sus antiguos propietarios. Desde entonces, los fondos del Museo han seguido creciendo de forma constante gracias al cada vez mayor número de obsequios, donaciones y objetos procedentes de excavaciones arqueológicas. Entre sus grandes tesoros se encuentran esculturas del mundo antiguo tan famosas como la Victoria de Samotracia y la Venus de Milo, así como el famoso retrato de Leonardo, Mona Lisa. El Louvre cuenta también con obras de maestros italianos como Rafael y Tiziano, y de otros artistas europeos como Petrus Paulus Rubens y Rembrandt. Como medida de protección, durante las dos guerras mundiales se procedió a trasladar las valiosísimas obras del Museo a almacenes secretos situados fuera de París.

Siete departamentos se encargan de la administración y conservación de las colecciones del Museo. El Departamento de Antigüedades Egipcias fue establecido en 1826 para estudiar y mostrar los objetos trasladados a Francia durante la campaña de Napoleón en Egipto. El Departamento de Antigüedades Orientales es célebre por sus colecciones de arte mesopotámico e islámico. Otros departamentos están especializados en antigüedades griegas, romanas y etruscas, objetos de arte (incluidas las joyas de la corona de Francia), así como estampas y grabados. El Departamento de Pintura, considerado por muchos expertos como el más importante del mundo, comprende varios miles de obras pertenecientes a distintas escuelas europeas. Su enorme colección de pintura francesa abarca obras que van desde la edad media hasta principios del siglo XIX. Sin embargo, desde 1986, las obras de los impresionistas y posimpresionistas franceses (muchas de las cuales datan del periodo comprendido entre 1848 y 1914), que se encontraban expuestas anteriormente en el Museo del Jeu de Paume (Museo del Juego de la Pelota) adyacente al Louvre, fueron trasladadas al Museo de Orsay, situado en la orilla izquierda del Sena.

Además de catálogos y folletos, el Museo del Louvre publica una revista, la Revue du Louvre, que incluye artículos sobre las nuevas adquisiciones y proporciona información tanto sobre los proyectos del Louvre como sobre otros museos franceses.