I principali musei della città sono:
- Pinacoteca De Nittis la cui sede è il Palazzo Della Marra, che comprende permanentemente la collezione De Nittis e che periodicamente ospita mostre temporanee;
- Museo e Pinacoteca di Barletta la cui sede è il castello di Barletta all'interno delle cui sale sono conservate le collezioni Immesi, Gabbiani e Ricci;
- Museo della Cattedrale, che oltre ai numerosi reperti cristiani di notevole pregio e valore custodisce un archivio di oltre duemila pergamene e manoscritti, alcuni dei quali risalenti al IX secolo;
- Casa-Museo Cafiero, ossia la residenza dell'anarchico Carlo Cafiero, nato a Barletta;
- Antiquarium di Canne, il museo presente nel sito archeologico di Canne, che documenta gli insediamenti umani nel territorio di epoca preistorica, classica, apulo-greca e medievale. Presenta inoltre una ricca collezione di vasi dauno-peucezi dipinti a disegni geometrici risalenti al IV-III secolo a.C., provenienti dai sepolcreti di Canne;
- Tesoro della Basilica del Santo Sepolcro, custodito nella Basilica del Santo Sepolcro e che comprende diverse oreficerie sacre, alcune delle quali provenienti dalla Palestina;
- Chiesa Greca di Santa Maria degli Angeli che al suo interno conserva l'antica iconostasi, che occupa l'intera parete minore della chiesa.