Collocato nel bramantesco Palazzo Apostolico, di fronte alla Basilica nella piazza della Madonna, accoglie dipinti su tavola o su tela di celebri autori, tra i quali Francesco Menzocchi, Felice Damiani, Guido Reni, Filippo Bellini, Simon Vouet, Giuseppe Maria Crespi e, di fondamentale importanza, le nove tele di Lorenzo Lotto, che chiuse i suoi giorni a Loreto nel 1556; la prestigiosa collezione di maioliche da farmacia, del XVI-XVII secolo, di botteghe urbinati; la serie di arazzi raffaelleschi tessuti a Bruxelles; opere di pittori e scultori contemporanei; vari oggetti di devozione mariano-lauretana e superbe opere di oreficeria provenienti dall’antico Tesoro della Santa Casa