Il percorso museale comprende la chiesa e alcune sale dell'ex convento, uno dei più antichi dell'ordine dei Frati minori. Nella chiesa affreschi del XV secolo, monumento sepolcrale di Bartolomeo Brancaleoni (1424), dipinti su tavola di Giovanni da Rimini (Crocifisso del 1309) e di Giovanni Baronzio (Polittico del 1345), volta affrescata da Girolamo Genga (XVI secolo). Nelle altre sale si segnalano tele di Giorgio Picchi e Giovan Battista Clarici (XVI secolo), di Claudio Ridolfi, Giovan Francesco Guerrieri, Giovan Giacomo Pandolfi (XVII secolo), dipinti su tavola dei toscani Bonaventura di Michele (XIII secolo) e Luca di Tommè (XIV secolo); affreschi staccati, sculture in legno, croci astili, reliquiari dal XIV al XVI secolo; una vetrata trecentesca con la raffigurazione di S. Francesco; due medaglioni in marmo (1474) con i ritratti di Federico da Montefeltro e Ottaviano Ubaldini, attribuiti a Francesco di Giorgio Martini o Benedetto da Maiano