Il Museo è suddiviso in vari settori. Uno curato dal Prof. Mario Luni, dedicato ai reperti archeologici rinvenuti durante gli scavi di natura stratigrafica eseguiti dalla Soprintendenza Archeologica delle Marche.

Un’altra porzione è riservata alla storia dell’equipaggiamento da guerra in uso tra il 1300 e il 1500, con una parte storica di armi originali, curata dal dott. Daniele Diotallevi, provenienti dalla Soprintendenza con sede a Urbino.  

Una ulteriore sezione è curata dalla Associazione Ars Balistarum e da Pietro Barsotti, che da anni si dedica allo studio della cultura materiale del periodo medioevale e rinascimentale.  Nella Fortezza sono esposte delle fedeli riproduzioni  di armi da fuoco, per la maggior parte realizzate in base ai trattati di Francesco di Giorgio Martini.