Palazzo Madama, to średniowieczny zamek, który został przebudowany i powiększony w XVIII wieku m. in. o neoklasycystyczna fasadę, zaprojektowaną przez Filippo Juvarę. W I wieku n.e. w tym miejscu stała  brama w murach rzymskich. Po upadku Cesarstwa Zachodniorzymskiego brama została wykorzystana jako warowna twierdza. Później budynek stał się własnością książąt Sabaudzkich, którzy na początku XIV wieku go rozbudowali .

Wiek później nastąpiła kolejna przebudowa w wyniku której powstała warownia w kształcie kwadratu, z wewnętrznym dziedzińcem oraz czterema cylindrycznymi wieżami na każdym rogu. Forma tego gmachu jest nadal wyraźnie rozpoznawalna z tylnej części pałacu. Na początku XVIII wieku, księżna Maria Joanna Sabaudzka, znana jako „Madama Reale”, zaprosiła wielu artystów do przebudowy budynku, chcąc go zamienić w okazały pałac królewski. Księżna poprosiła również architekta Filippo Juvarę o zaprojektowanie nowego barokowego pałacu w białym kamieniu, ale prace zostały wstrzymane się w 1721 r. Tak więc fasada budynku znacznie różni się od jego tylnej części, która nadal ma charakter XV wiecznego zamku.

Później pałac miał różne zastosowania, między innymi mieścił siedzibę tymczasowego rządu francuskiego podczas wojen napoleońskich. W XIX wieku król Karol Albert wybrał go na siedzibę „Pinacoteca Regia”, królewskiej galerii sztuki, a później Senatu Subalpejskiego (parlament Królestwa Sardynii) i Sądu Najwyższego. Aktualnie wewnątrz znajduje się Miejskie Muzeum Sztuki Starożytnej (Museo d’Arte Antica Civico). Muzeum założone zostało w 1861 roku, większość eksponatów pochodzi z Piemontu oraz obszarów sąsiednich. Turystom udostępnione są wszystkie 4 kondygnacje budynku, podczas zwiedzania przeżywamy swoistą podróż w czasie. W piwnicy zorganizowano wystawę pamiątek po czasach rzymskich, są tam fundamenty budowli starożytnych oraz średniowieczna kolekcja średniowiecznych rzeźb i kamieni. Na parterze znajdziemy eksponaty z okresu XV wieku. Pierwsze piętro obfituje w dzieła z okresu baroku, a wśród nich nie tylko obrazy i drobne przedmioty ale również meble. Ostatnim poziomem pałacu jest drugie piętro, gdzie zobaczyć można wyroby rzemiosła artystycznego z różnych epok: tkaniny, ceramikę, biżuterię, wyroby ze szkła, kości słoniowej oraz wiele innych.

Palazzo Madama znajduje się przy Piazza Castello.