Allestito nel Palazzo vescovile, raccoglie dipinti di scuola marchigiana e bolognese, sculture, intagli, tessuti, ebanisterie e arredi liturgici provenienti da edifici di culto della valle del Savio. Nel cortile adiacente al museo e alla cattedrale di San Vicinio, si segnalano resti architettonici e decorativi d'epoca romana rinvenuti nel territorio urbano