Le musée, situé dans l'ancien palais épiscopal construit à la fin du XVIe siècle, a été savamment transformé en un style de la Renaissance grâce aux interventions de Francesco di Giorgio Martini, de Gerolamo Genga et des tailleurs de pierre de Sant'Ippolito (XVe-XVIe siècle). Le patrimoine hétérogène du diocèse est réparti dans plusieurs salles, notamment : la Lapidaire, la Bibliothèque ecclésiastique, les Archives diocésaines, la Salle d'honneur, la Salle de l'argenterie, la Salle des vêtements sacrés, la Salle des Giustini de l'évêque et la Salle des maniéristes de Metauro avec les créations de certains des peintres les plus importants, tels que Federico Zuccari, Giovanni Giacomo Pandolfi et Claudio Ridolfi. Et encore, la Salle des réceptions, la Salle des Madones et la section consacrée à la céramique urbaine : des faïences de Castel di Ripe (1200-1272), à celles de Casteldurante (1271-1636), à celles d'Urbania (1636-1993), toute la production du XIIIe au XXe siècle. La dernière salle présente des céramiques du XXe siècle, comme une preuve de la production continue d'objets de grande qualité à Urbania.