सिंधिया संग्रहालय जिसे जीवाजी राव सिंधिया संग्रहालय भी कहा जाता है, जय विलास महल के अंदर स्थित है। इसका नाम जीवाजी राव सिंधिया के नाम पर पड़ा जो इस राजवंश के प्रगतिशील शासक थे। यह संग्रहालय एक ट्रस्ट द्वारा 1964 में प्रारंभ किया गया जहाँ सिंधिया वंश के बचे हुए दस्तावेज़ और उनके उत्तराधिकारियों के लिए उनकी संपत्ति का प्रदर्शन किया गया है।
पेंटिंग्स, कांसा, हथियार, मूर्तियाँ, पांडुलिपियाँ, सिक्के, संगीत के वाद्य यंत्र, पर्शियन कारपेट्स, मालाबार लकड़ी का काम, आदि प्रदर्शन के लिए रखे गए हैं। दो बड़े बेल्जियन झूमर संग्रहालय के मुख्य आकर्षण हैं। औरंगज़ेब की तलवार भी यहाँ प्रदर्शन के लिए रखी गई है।