Il monastero di Santa Maria Assunta è un ex monastero oggi adibito a museo e area espositiva. La sua edificazione risale al 737 e proseguì in epoche successive con numerose modifiche, che proseguirono quando nel 1801 l'edificio fu acquistato da tre privati, che lo adibirono ad uso abitativo. Oggi il complesso è di proprietà della provincia di Varese. l'odierno monastero di Cairate è il frutto di innumerevoli mutamenti alle strutture avvenuti nel corso dei secoli. Oggi il complesso si mostra con un nucleo centrale quadrangolare sviluppato intorno a un chiostro e disposto su due piani. Qui si trova la parte centrale del museo e degli spazi espositivi. A questo nucleo è affiancato un ulteriore corpo di fabbrica che parte dell'angolo nordorientale dell'edificio principale e che oggi ospita uffici comunali. Un terzo fabbricato si aggancia al medesimo angolo, ma si sviluppa verso ovest anziché verso nord.

Entrando da quello che oggi è l'ingresso del museo, affacciato su un ampio giardino, si accede a un breve corridoio che conduce al chiostro e su cui si aprono la biglietteria del museo, da cui parte il percorso espositivo, a sinistra, e la sala dove sono visibile le fondamenta dell'abside centrale della chiesa del monastero.

La chiesa, che in passato era costituita da tre navate absidate, oggi non è quasi riconoscibile se non fosse per l'altare e per l'apparato pittorico. La navata meridionale non è più visibile e le sue fondamenta si trovano sotto il giardino, mentre le navate centrale e settentrionale sono parte degli spazi espositivi del museo. Passando dalla sala dell'abside della chiesa si accede all'antica aula della chiesa riservata alle monache. Qui l'affresco dell'Assunzione della Madonna di Aurelio Luini ricopre l'intera parete orientale. Procedendo verso ovest si accede a una seconda aula destinata alla popolazione del borgo, dove si trova l'altare maggiore.

Oggi il monastero di Cairate ospita un museo che accoglie i reperti rinvenuti nell'area circostante, oltre agli affreschi preservati fino ai giorni nostri. L'allestimento museale è costruito su tre differenti percorsi in quattordici sale all'interno dell'area del chiostro rinascimentale, che hanno le seguenti denominazioni: "Prima del monastero, età romana e tardo antica", "Il monastero altomedievale, età longobarda" e "Il monastero dal Romanico al Rinascimento". Esiste poi un quarto percorso, su prenotazione, all'interno dell'area di San Pancrazio (sede comunale) relativo alla "Stanza dei fiori" (XV secolo) e alle mura di recinzione medievali del complesso monastico, all'impianto per la fusione di una campana bassomedievale e ai resti di una cisterna romana e di una ghiacciaia medievale.