Custodisce le opere d'arte che hanno fatto parte dell'arredo della cattedrale, oggetto di numerose trasformazioni nel corso dei secoli.
La collezione comprende statue e reperti lapidei, oreficerie e paramenti sacri (piviali, pianete, tuniche, stole), calici e candelieri, dipinti, codici e messali. Di rilievo un dittico d'avorio del VI secolo e un rarissimo corpus di cinque corali del 1300. Molto nota è anche la cosiddetta "Croce dei Pisani", realizzata dall'orafo piacentino Vincenzo di Michele.
Il Museo è stato allestito nel 1992 in un complesso edilizio composto da una casa torre duecentesca, una chiesa cinquecentesca ed un corpo principale di origine trecentesca. Una parte consistente della collezione è composta dagli oggetti che hanno caratterizzato la devozione alla figura del Volto Santo, antico crocifisso venerato nel Medioevo in tutta Europa e oggi conservato nella cattedrale.
Il Museo espone il prezioso corredo usato per "vestirlo" il 3 maggio e il 14 settembre: la veste di velluto ricamato in oro e ornata all'orlo da una fascia in argento lavorata ad edicole gotiche con busti di Santi (1382); i calzari d'argento del sec. XVII; la grande corona e il collare (1667), entrambi d'oro, opera dell'orafo Ambrogio Giannoni da Massa ; il fastoso gioiello di manifattura francese in oro, pietre e smalti donato alla cattedrale nel 1660.
