Ærø har to statsanerkendte kulturhistoriske museer: Ærø Museum og Marstal Søfartsmuseum.
Ærø Museum i Ærøskøbing blev grundlagt i 1910. Den tilflyttede billedhugger Gunnar Hammerich gik siden foran i det antikvariske arbejde med bevaring af bygningskultur og landskabelig egenart. I 1955 erhvervede museet Landfogedgården, hvor det fik til huse. I 1963 blev museet statsanerkendt, og fra 1989 omfattede Ærø Museum, ud over Landfogedgården i Brogade med lokale kultur historiske samlinger, Hammerichs Hus i Gyden og Flaske-Peters Samling i Smedegade. Marineforeningen har siden 2014 formidlet samlingen og ejer bygningen i Smedegade.
I 1929 fik Marstal sit eget museum, Jens Hansens Søfartsmuseum (i dag: Marstal Søfartsmuseum), hovedsagelig med maritim kulturarv. Museet, der blev statsanerkendt i 1959, har siden ekspanderet, bl.a. med Eriksens Værft og en særlig afdeling med J.E.C. Rasmussens malerier.
Nationalmuseets marstalskonnert, Newfoundlandsfareren Bonavista, ligger i perioder ved kaj i Marstal Havn. Her finder man også søfartsmuseets jagt De Fire Brødre og drivkvasen Anne Karoline og desuden museumscoaster en Samka, der tilhører en museumsforening med forankring på søfartsmuseet. Derudover findes Søbygård, som i dag er en selvejende institution, der drives af Ærø Museum
