Il museo, situato nel centralissimo Palazzo Pretorio, antica residenza vescovile adiacente alla Cattedrale di San Vigilio, presenta opere d'arte sacra provenienti dalle chiese della diocesi ordinate in specifiche sezioni, secondo criteri cronologici, per autore o ambito culturale. La pinacoteca offre un’esauriente panoramica della produzione locale dal Medio Evo al Neoclassicismo; la sezione relativa alla scultura lignea presenta sculture e Flügelaltäre (altari e portelle) realizzati dalle più importanti botteghe operanti nella diocesi tra la fine del XIV secolo e la seconda metà del XVI. La sezione intende mettere a confronto le due principali linee di tendenza che iniziano a coesistere sul territorio trentino a partire dalla metà del XV secolo: la produzione legate alla plastica padano-veneta e quella di netta impronta germanica. Una saletta espone preziosi codici miniati appartenenti alla Cattedrale. Una ricca raccolta di parati documenta il modificarsi delle forme delle vesti liturgiche e l’evolversi delle tipologie decorative tra XV e XIX secolo. Il tesoro della Cattedrale presenta preziosi esemplari della produzione orafa tra XII e XIX secolo. Di particolare interesse la famosa serie di arazzi fiamminghi tessuti a Bruxelles da Pieter van Aelst raffiguranti La Passione di Cristo. Una specifica sezione presenta infine testimonianze del Concilio di Trento e dell’iconografia urbana.