Il museo comprende dipinti, oreficerie, manufatti tessili legati alla storia della Basilica. Anche se più volte saccheggiata, rimane una raccolta pregevole grazie anche alla presenza di alcuni dei capolavori dell'oreficeria francese del Duecento e di preziosi manufatti tessili. Nell'adiacente sala è collocata la Collezione Perkins, donata alla città nel 1955 dal noto storico dell'arte statunitense Frederick Mason Perkins, che aveva collezionato nella sua casa assisiate 56 dipinti di maestri per lo più fiorentini e senesi dei secoli XIV-XVI (tra gli altri, il Beato Angelico e Nicolò Alunno).<br>Nel convento, con chiostro fatto erigere da Sisto IV nel 1476, ha sede un'importante Biblioteca, ricca di codici manoscritti miniati (XII-XVI secolo), incunaboli, cinquecentine; oltre all'Archivio musicale, il Fondo antico e l'Archivio vescovile.