Les locaux du musée ont été construits pour abriter les chanoines, au 9ème siècle. Le cloître a été achevé au milieu des années 1200, bien que la cure ne l'ait pas été. Au fil du temps, le bâtiment a eu plusieurs fonctions. Finalement, après avoir subi des modifications drastiques, il est devenu un couvent. La rénovation à la fin du 20ème siècle a redécouvert les parties les plus anciennes.

La collection du musée est particulièrement bien fournie avec des exemples de la florissante tradition de la sculpture à Pise entre le XIe et le XIVe siècle, sans oublier des exemples de la réutilisation généralisée de sculptures romaines dans les bâtiments situés à Place de la cathédrale. Ces objets sont maintenant dans le musée et peuvent être admirés, à côté des œuvres romanes et gothiques d'artistes qui ont travaillé à la construction des monuments.

Nous devons les sculptures du baptistère et de la façade de la cathédrale à Nicola Pisano et à son atelier, en particulier Giovanni Pisano; ceux des bâtiments sont maintenant des copies. Certaines des statues, dont le célèbre groupe du cortège de l’empereur Arrigo VII (témoignant de la scène politique tumultueuse de Pise dans les années 1300), ont été réalisées par le sculpteur siennois Tino di Camaino, qui a suivi Giovanni en tant que directeur des œuvres.

Le crucifix monumental en bois du XIIIe siècle en provenance de France mérite également une mention. Cela faisait partie d'une déposition et est un exemple rare pour l'Italie. Parmi les autres collections du musée figurent des manuscrits liturgiques enluminés du 12ème au 14ème siècle et des artefacts du Trésor de la Cathédrale, parmi lesquels un reliquaire en ivoire et un émail de Limoges, des vêtements sacrés, des draperies précieuses et une célèbre statue sculptée en ivoire par Giovanni Pisano.