Il museo fa parte del "polo monumentale del Colle del Duomo di Viterbo", che gestisce le visite anche al palazzo dei Papi e agli ambienti normalmente non accessibili della cattedrale di San Lorenzo.
Sezione archeologica; Ospita manufatti ceramici e lapidei databili tra periodo villanoviano e medievale. La provenienza è varia, anche se buona parte di essi sono stati rinvenuti durante le opere di recupero dei locali oggi sede del museo.
Sezione storico-artistica; La collezione è stata costituita con opere provenienti dalle diverse parrocchie della diocesi di Viterbo e collocabili in un ampio arco cronologico che va dalla fine del XII secolo al XX secolo. Quasi tutte sono realizzate da autori originari di Viterbo anche se operanti in diverse regioni d’Italia ed Europa.
Sezione arte sacra; È divisa in tre tronconi: paramenti sacri, dei quali si conservano principalmente quelli dei vescovi di Viterbo ma anche alcuni appartenuti a Papi (Giovanni XXI e Pio IX) ed altri; reliquiari, realizzati in forme e materiali diversi; calici, ed altri oggetti utili per le funzioni, realizzati in metalli preziosi tra il XV ed il XX secolo.
Nel percorso di visita è inclusa, facoltativamente, la visita guidata del palazzo dei Papi, comprensiva della Loggia delle benedizioni (detta loggia dei Papi) e dell'aula del Conclave.
