Nel museo, allestito nei locali annessi al convento dell'Osservanza, sono conservate opere di pittura e scultura, stampe, sigilli, incunaboli rimossi dalla chiesa e dal convento, tra cui i 17 corali miniati realizzati in gran parte da Fra Giovanni da Siena (XV secolo). Si è recentemente aperta anche la sacrestia quattrocentesca con il gruppo scultoreo del Compianto su Cristo morto, in cotto policromo, di Jacopo Cozzarelli