Negli ampi spazi di un edificio storico, il chiostro medievale dell'allora monastero di Sant'Agnese, il museo dispone numerosissime opere, disparate per genere (sculture, dipinti, arazzi, oreficeria, smalti, ceramiche e altro), età (gli ultimi venti secoli vi sono tutti rappresentati) e provenienza (da Bisanzio al mondo islamico, da Vienna a Parigi), qui depositate dalle parrocchie della diocesi o frutto di opere spesso eccezionali sul piano della storia e dell'arte, che conferiscono al museo una rilevanza internazionale. Tra esse:
- il celebre Messale miniato, detto di Barbara di Brandeburgo;
- il maggior numero delle superstiti armature italiane quattro-cinquecentesche;
- opere di Mantegna, Correggio, Cellini, Fetti, Borgani, Annigoni, Lanfranco, con la più cospicua raccolta di tele di Bazzani;
- un'ampia collezione di raffinati avori medievali e rinascimentali;
- una ricchissima raccolta di smalti di Limoges, dal XII al XX secolo;
- la maggior parte delle superstiti opere di oreficeria appartenute ai Gonzaga.