Archiv Muzea umění Olomouc  (MUO) je odborné pracoviště-součást dokumentačního oddělení. Svou činností navazuje na archiv Galerie výtvarného umění Olomouc (Oblastní galerie výtvarného umění v Olomouci), která byla do roku 1989 součástí Vlastivědného muzea v Olomouci (Krajského vlastivědného muzea Olomouc).

Archiv MUO dokumentuje historii instituce, výstavní činnost a mimořádné akce v muzeu. Archivuje pozůstalosti významných výtvarných umělců a osobností Olomoucka a je zde také vedena dokumentace výtvarného života zejména v Olomouci a jeho okolí. Archiv MUO je rozdělen na dvě části- archiv písemností a fotoarchiv. Mezi nejvýznamnější fondy archivu písemností patří fondy: Pozůstalosti, Přemyslovský palác a Výtvarná činnost na Olomoucku (do kterého jsou zařazeny informace o osobnostech výtvarného života a o galeriích). Ve fotoarchivu je uložena fotodokumentace výstav a akcí Muzea umění Olomouc a fotodokumentace sbírkových předmětů.

Archiv MUO se snaží informace o výtvarném životě na Olomoucku nejen uchovávat a průběžně aktualizovat, ale i zpřístupňovat odborné veřejnosti. Badatelům je umožněno studium archivních materiálů po dohodě nebo na základě písemné žádosti.