Le Musée Palladio appartient au Centre international d'études architecturales Andrea Palladio, l'un des instituts de recherche les plus importants au monde sur l'architecture de la Renaissance, ainsi que l'un des rares lieux internationaux d'enseignement supérieur où la langue officielle est encore l'italien.

Depuis 2012, le Musée Palladio met en valeur et rend les espaces monumentaux du Palazzo Barbarano entièrement accessibles au public, le seul bâtiment conçu par Palladio qu'il a pu voir achevé tant au niveau de l'architecture que des décorations. C'est un musée-laboratoire, conçu comme une interface à travers laquelle la recherche spécialisée sur Palladio et l'architecture du passé est racontée à un public vaste et varié : un public italien et étranger composé de touristes, d'amateurs, d'étudiants universitaires, d'enfants et d'étudiants de tous âges, pour lesquels des laboratoires ad hoc et des projets pédagogiques ont été construits au fil des ans.

La mission du Musée Palladio est de mettre l'architecture à la portée des non-architectes, en racontant une histoire non pas des bâtiments, mais des hommes qui les ont voulus, conçus et communiqués. Et il le fait en mettant en valeur les outils du véhicule de cette pensée, les dessins et les livres imprimés, ainsi que des modèles, des photographies et des vidéos. Le Musée Palladio dispose également de salles d'expositions temporaires, où il organise régulièrement des expositions consacrées à la culture de l'architecture de l'Antiquité au XXe siècle.

Avec le Musée Palladio, la Fondation contribue à la vie culturelle et artistique de la ville de Vicence et gère sa propre Bibliothèque avec une collection d'environ 50 000 œuvres et la Photothèque avec plus de 25 000 photographies, à la fois privées mais utilisables par le public.

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