พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงสนพระราชหฤทัยในด้านศิลปะเป็นพิเศษ และได้ทรงงานด้านทัศนศิลป์และวรรณศิลป์ คือ ในด้านจิตรกรรมประติมากรรม การถ่ายภาพ งานช่างไม้และการต่อเรือ การตนตรี การแต่งและแปลหนังสือ อาจกล่าวสรุปงานศิลปะฝีพระหัตถ์ ได้โดยสังเขปดังต่อไปนี้
ในด้านจิตรกรรม ทรงสนพระราชหฤทัยในการเขียนภาพ โดยทรงฝึกเขียนด้วยพระองค์เอง ทรงศึกษาวิธีการเขียนภาพจากหนังสือตำราระหว่างพุทธศักราช ๒๔๘๐ – ๒๔๘๘ เมื่อเสด็จเถลิงถวัลยราชสมบัติแล้ว ได้ทรงเริ่มเขียนภาพ ตั้งแต่พุทธศักราช ๒๕๐๒ - ๒๕๑๐ มีผลงานจิตรกรรมฝีพระหัตถ์ ๑๐๗ ภาพ ทรงใช้พระนามย่อในแต่ละภาพว่า “ภ.อ.”
ในด้านประติมากรรม ทรงสนพระราชฤทัย และทรงงานศิลปะฝีพระหัตถ์ด้านประติมากรรม ระหว่างพุทธศักราช ๒๕๐๘ –๒๕๑๐ โดยมีนายไพฑูรย์ เมืองสมบูรณ์ ศิลปินแห่งชาติด้านประติมากรรม เป็นที่ปรึกษาและถวายงาน ทรงปั้นพระรูปสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระพุทธนวราชบพิตร พระพิมพ์ส่วนพระองค์ และรูปปั้นผู้หญิงนั่งคุกเข่า
ในด้านการถ่ายภาพ ทรงสนพระราชหฤทัยมาตั้งแต่ยังทรงพระเยาว์ ทรงถ่ายภาพรามเกียรติที่ระเบียงวัดพระศรีรัตนศาสดาราม ทรงบันทึกภาพเหตุการณ์ สถานที่ บุคคลในทุกแห่งที่เสด็จพระราชดำเนินไปทรงเยี่ยมเยียนราษฎร และโครงการในพระราชดาริ ทรงใช้ภาพถ่ายประกอบการพิจารณาโครงการเพื่อพัฒนา ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานภาพถ่ายฝีพระหัตถ์แก่หน่วยราชการ และองค์กรที่ประสงค์จะนำไปตีพิมพ์ในหนังสือที่เกี่ยวกับพระราชกรณียกิจในโครงการเพื่อการพันนาต่างๆ
ศิลปะที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวโปรดมากเป็นพิเศษ คือ ดนตรี ขณะที่ทรงศึกษาในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ทรงศึกษาวิชาดนตรีจากการอ่านหนังสือ และต่อมาทรงมีพระอาจารย์ถวายคำแนะนำ ทรงฝึกเครื่องดนตรีหลายประเภท แต่ที่โปรดมาก คือ เครื่องดนตรีประเภทเป่า เช่น แซกโซโฟน แคลริเน็ต ทรัมเป็ต และโปรดดนตรีแจ๊ส ดิกซีเเลนด์ ได้ทรงพระราชนิพนธ์ทำนอง และเนื้อร้องเพลงบางเพลงเป็นภาษาอังกฤษ เพลงพระราชนิพนธ์ระหว่างพุทธศักราช ๒๔๘๙ - ๒๕๓๘ มี ๔๗ เพลง
ในด้านงานช่าง ซึ่งเป็นทั้งศิลปหัตถกรรม และเทคโนโลยี ได้แก่ การสร้างหุ่นจำลองเรือรบเรือใบ และประดิษฐ์ของเล่นเมื่อยังทรงพระเยาว์เมื่อพุทธศักราช ๒๕๐๗ ทรงสนพระราชหฤทัยในกีฬาเรือใบ ทรงต่อเรือใบพระที่นั่งด้วยพระองค์เองหลายประเภท ทรงใช้เรือใบที่ทรงสร้างเองในการแข่งกีฬาเรือใบประเภทโอเค ทรงสนพระราชหฤทัยโนการวิทยุสื่อสาร และทรงทดลองการขยายคลื่นสัญญาณให้ส่งทางไกลได้ ทรงซ่อมแซมปรับแก้เครื่องรับ – ส่งวิทยุ ได้เป็นอย่างดี เมื่อปีพุทธศักราช ๒๕๓๖ ได้ทรงประดิษฐ์ เครื่องกลเติมอากาศ “กังหันน้ำชัยพัฒนา” เพื่อบำบัดน้ำเสียโดยการเติมอากาศผิวน้ำ
ทางด้านวรรณศิลป์ ทรงสนพระราชหฤทัยทางด้านภาษาทั้งโนแง่ที่เป็นศิลปะ และทักษะเพื่อการสื่อสาร ได้ทรงพระราชนิพนธ์หนังสือเรื่องพระมหาชนก ทรงแปลหนังสือและบทความภาษาอังกฤษ นอกจากนี้ยังได้พระราชทานแนวพระราชดำริเรื่องการใช้ภาษาไทย และการบัญญัติศัพท์พระบรมราโชวาท และพระราชดำรัสในโอกาสต่างๆ ทั้งภาษาไทยและภาษาต่างประเทศในหลายโอกาสได้ทรงพระราชนิพนธ์ด้วยพระองค์เอง
เมื่อพุทธศักราช ๒๕๒๙ คณะกรรมการวัฒนธรรมแห่งชาติได้ทูลเกล้าฯ ถวายพระราชสมัญญาว่า ทรงเป็น “อัครศิลปิน” มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ทูลเกล้าฯ ถวายปริญญาศิลปศาสตรดุษฎีบัญฑิตกิตติมศักดิ์ (ดนตรี) เมื่อพุทธศักราช ๒๕๓๐
