Pompidū centrā atrodas Francija nacionālais modernās mākslas muzejs. Tas ir iekārtots centra piektajā un sestajā stāvā. Piektajā stāvā ir atrodami mūsdienu mākslas darbi, bet sestajā mākslas darbi, kas radīti laikā no 20. gadsimta sākuma līdz pat 60. gadiem. Pēdējā ir apskatāmi fovisma virziena pārstāvju darbi, piemēram, Anrī Matisa ""Alžīriešu sieviete"" un ""Lielais sarkanais interjers"", kubisma pārstāvja Pikaso ""Ģitāras spēlētājs"", Žorža Braka ""Klusā daba ar vijoli"", Robēra Delonē ""Dzīvotprieks"" un Sonjas Delonē ""Elektriskās prizmas"", kā arī citu modernās mākslas virzienu darbi.