Attiguo al Duomo e con ingresso indipendente, il Museo occupa la Vecchia e Nuova Sacrestia ed altre sei sale recuperate nel 1964, anno a cui risalgono l'inaugurazione e l'attuale allestimento.

Dedicato alla famiglia Albani, per la sua generosità verso la Cattedrale, il museo ospita, nella Sagrestia Nuova, preziose suppellettili, reliquiari, calici, pissidi, pastorali, ceramiche, porcellane, cristalli e candelieri.

Nella Sagrestia Vecchia e nelle varie sale sono esposti alcuni dipinti, maioliche rinascimentali, oggetti di culto e di oreficeria romana del XVIII sec., nonché tavole e tele dal XV al XVIII sec. che, in parte, provengono dalle chiese del territorio urbinate.

Tra queste opere, di particolare interesse sono la "Madonna del latte" di Andrea da Bologna (not. 1369-1372); alcuni lacerti di affreschi provenienti dalla chiesa di San Domenico di Urbino, attribuiti ad Antonio Alberti da Ferrara (1390/1400-1449); un "San Girolamo" di scuola baroccesca, (XVI-XVII sec.) la "Madonna con Bambino ed i Santi Gregorio ed Antonio Abate" di Girolamo Cialdieri, (1593-1680) dipinto in cui sono riconoscibili, in lontananza, la chiesa ed il convento di San Bernardino di Urbino prima dei rifacimenti del 1700.