Il percorso museale è composto da 9 sale, alcune delle quali espongono dei pezzi davvero unici, tra cui il tabernacolo del sacramento eucaristico di Donatello, il monumento funebre a Sisto IV di Antonio del Pollaiolo, il sarcofago di Giunio Basso, un vero e proprio capolavoro di arte paleocristiana risalente al IV secolo, la croce e i candelabri in argento dorato di A. Gentili (1582), la Croce dell'Imperatore Giustino II (VI sec.), una dalmatica istoriata dell'Altomedioevo e un gallo in metallo dorato (IX sec.) che adornava il campanile della prima Basilica costantiniana.