موزه اتومبیل های سلطنتی بی شک یکی از جذاب ترین موزه های مجموعه سعدآباد به شمار میرود که در آن تعدادی از تولیدات شرکت های خودرو سازی معروف جهان نگهداری میشود.
اتومبیل هایی که درحال حاضر در موزه به نمایش درآمده اند شامل سه دستگاه رولز رویس، یک دستگاه خودروی اسپید باگی، پنج دستگاه بنز ،شش دستگاه موتور سیکلت،یک دستگاه اسنو مبیل و یک دستگاه کالسکه می باشد .
موزه اتومبیل های سلطنتی مجموعه سعدآباد تنها موزه در ایران است که تمامی اتومبیل های موجود در آن سلطنتی و مربوط به دوران پهلوی می باشد .