Il Museo ecclesiastico è stato istituito nel 1901 ed è pertinente al Capitolo e alla Parrocchia della Cattedrale di Matelica. Ha sede nel palazzo Piersanti, dimora che appartenne all'omonima famiglia dal 1728. Destinato dagli ultimi discendenti a raccogliere le collezioni e le memorie di famiglia, in particolare quelle del mons. Venanzio Filippo Piersanti che tra il 1718 e il 1761 svolse a Roma l'incarico di Cerimoniere pontificio, il contenitore, unitamente al ricco contenuto di arredi e opere, venne donato alla Chiesa matelicese affinché lo conservasse a decoro della città.

Ai suggestivi ambienti e alle pregevoli collezioni della casa-museo settecentesca, con in primo piano le suppellettili e gli argenti pertinenti al Tesoro della Sacra Cappella, si è aggiunto, dopo la fondazione, un nucleo di sculture e dipinti databili dal XII al XVIII secolo proveniente dalla Cattedrale e da chiese minori, che denota il Museo Piersanti come importante pinacoteca legata alla storia locale. Tra le notevoli opere conservate dipinti di Bellini, Antonio da Fabriano, Luca di Paolo, scuola del Maratta.