Inaugurato nel 1920, il museo conserva calici, corali, paliotti, arazzi, tessuti ricamati, vestimenti e paramenti liturgici donati dal cardinale Branda quando istituì la collegiata (1425), o nei secoli successivi. Di straordinario valore, fra gli altri, i cicli di affreschi realizzati da Masolino da Panicale verso il 1435 (Storie della Vergine sulla volta dell'abside della collegiata e Storie del Battista sulle pareti e sulla volta del battistero); la tomba del cardinale Branda, opera di artisti ticinesi (1443) e la Crocifissione attribuita al fiorentino Neri di Bicci (XV secolo)