L'interno della Galleria Carnielo si articola in tre grandi vani, chiusi da un soffitto piano e separati tra loro da arcate. Vi si conserva la collezione di bronzi e bozzetti modellati dal Carnielo.

Le opere rispecchiano le suggestioni che l'arte fiorentina esercitò sull'artista veneto: i numerosi bassorilievi evocano la purezza delle forme rinascimentali, mentre i grandi gessi preparatori per monumenti commemorativi, come il Mozart morente e l' Angelo della morte, sono di stile più spiccatamente verista. Negli oggetti d'arredamento, come porta-molle da fuoco e vasi, predomina invece il gusto per forme capricciose di ricordo manierista.