La colección de cristal y vidrio reúne cerca de 20.000 objetos, la mitad custodiados en el Palacio Real de Madrid y el resto en los distintos Reales Sitios y Monasterios. Agrupa piezas de adorno, suntuarias, utilitarias y, sobre todo, cristalerías destinadas al servicio de las mesas reales, realizadas principalmente en el siglo XIX. La esmerada estética de la mesa real simbolizaba el poder de la Corona mediante una cuidada selección de objetos. Con esta finalidad se sucedieron los encargos, tanto a talleres ligados a la Corte como a prestigiosas manufacturas extranjeras. Por la fragilidad de estos objetos es difícil encontrar los servicios completos, si bien se conservan conjuntos especialmente significativos.
La cristalería llamada De las Virtudes es uno de los más bellos conjuntos conservados, así denominado por las figuras alegóricas que adornan cada una de las piezas, acompañada con una leyenda identificativa. Se conservan cerca de un centenar de piezas en las que aparecen representadas hasta 42 virtudes diferentes. Puede datarse en las primeras décadas del siglo XIX y seguramente sea obra de una manufactura centroeuropea, tal como sugiere la decoración tallada y las tipologías de las piezas.
La cristalería de Fernando VII, de manufactura francesa del primer tercio del siglo XIX, es el conjunto que presenta una mayor variedad de piezas, hasta 20 tipos diferentes. Todas ellas están talladas con motivos geométricos, en cuyo interior hay octógonos doblados en color ámbar con talla radial en su parte central.
Durante el periodo isabelino se realizaron numerosos encargos destinados a los servicios de palacio. Los inventarios de 1841 y 1871 refieren varios conjuntos de cristal, con diferentes tallas y decoraciones. Destaca la cristalería Del Escudo Real, que combina en muchas de las piezas el bronce dorado con el cristal. En este conjunto, encargado a finales de la década de 1830 a una manufactura francesa, todas las piezas llevan grabado en una reserva central el escudo real, elemento decorativo que, junto a las iniciales de la reina, se generalizó en este periodo.
La cristalería De Gala de Isabel II es uno de los servicios mejor documentados. Forma parte de un gran encargo destinado a los grandes banquetes ofrecidos por la reina en el Salón de Columnas del Palacio Real. La prestigiosa manufactura de Baccarat se encargó de su fabricación y envío entre los años 1846 y 1848. Las piezas tienen en una reserva octogonal doblada en color rubí las iniciales de la reina. Se conservan cerca de cuatrocientas piezas, con botellas de dos tamaños y siete tipos de copas.
La cristalería Del rey Francisco de Asís es un excepcional conjunto encargado a finales de la década de 1870 a la manufactura francesa de Sèvres. Destaca tanto por la calidad del cristal, extraordinariamente fino, como por la magnífica decoración tallada y grabada de las piezas. Los escudos de los Borbones y el escudo real de España en el frente de las piezas se completan con una flor de lis en la base y una estilizada greca en el borde. Sobresalen las bellísimas formas globulares estilizadas de las jarras y de las botellas.
Los encargos principales del reinado de Alfonso XII fueron realizados en la Fábrica de vidriería de Cifuentes, Pola y Cía. de Gijón. Destaca un conjunto de copas de pie circular y astil abalaustrado, decoradas con triple banda enmarcando en la parte central el monograma coronado de Alfonso XII.
Del reinado de Alfonso XIII se conservan dos cristalerías excepcionales, ambas fabricadas en prestigiosas manufacturas extranjeras. La cristalería Alphonso, realizada en Moser Karlsbad en 1916, está tallada con una diminuta punta de diamante y decorada con el escudo real y un borde de banda oroplástica. La llamada cristalería Grabada fue encargada a la compañía francesa de Baccarat hacia 1920. Está grabada a la rueda con roleos que encierran cabezas de grifos, dejando libre un óvalo central con el monograma coronado de Alfonso XIII. Este conjunto es de los más numerosos, conservándose en el Palacio Real de Madrid más de setecientas piezas.
Por último, hay que señalar el extraordinario conjunto de piezas de la Real Fábrica de Cristales de La Granja, realizados en los siglos XVIII y XIX. Destacan los vasos con motivos heráldicos, los vasos cilíndricos grabados con motivos vegetales, chinescos o paisajísticos y las luminarias destinadas a iluminar las fuentes del Palacio de la Granja de San Ildefonso.
La colección de luminarias supera las 6000 piezas, repartidas por los palacios, casas de campo, pabellones, monasterios y conventos. Abarca una gran variedad de tipologías que no encuentran parangón en otras colecciones nacionales o extranjeras. Desde la simple palmatoria de latón o el candelero de bronce de los siglos XV y XVI, a las sofisticadas, recargadas y electrificadas lámparas de bronce y cristal de finales del siglo XIX que iluminan los grandes salones y estancias de los palacios. Se completa con una amplia gama de faroles, apliques y candelabros de uso individual o ceremonial. Destacan también las originales creaciones de lámparas de porcelana y quinqués, y otras talladas en madera de la época de Felipe V. La colección permite apreciar la evolución estilística y técnica desde la bujía de cera a la bombilla eléctrica. Muchas de ellas están realizadas en los talleres reales, y otras encargadas a distintas manufacturas europeas, fundamentalmente francesas e italianas.