Il Museo Civico è ospitato presso la prestigiosa sede del Palazzo Campana che ospita anche la Biblioteca "F. Cini" istituita nel 1740, ricca di manoscritti, incunaboli, cinquecentine ed altre opere rare, l'Archivio Storico e l'Accademia d'Arte Lirica e Corale. Tra le opere più importanti il Polittico di Antonio e Bartolomeo Vivarini del 1464, la Madonna in pietra del XIII secolo e tre affreschi, attribuiti ad Andrea da Bologna (not. 1369-72) provenienti dal monastero di S. Nicolò; una serie di quadri eseguiti tra il XVII e il XVIII secolo; alcune sculture lignee del XVII sec.; due toghe di Magistrato e quattro montare di valletto del Comune di Osimo del XVIII secolo. Inoltre, una raccolta di statuine del presepio dei primi del '900 di Luigi Guacci. Il 25 maggio 2002 è stata poi inaugurata al piano nobile del Palazzo la nuova sezione archeologica. In essa vengono presentati i reperti provenienti dal centro urbano e dal territorio di Osimo, che interessano i vari periodi della storia plurimillenaria della città, dal Paleolitico superiore, fino all'età romana. Tra i pezzi esposti, una testa di vecchio del I secolo a.C. e una stele funeraria del I secolo d.C. Particolare interesse rivestono i reperti di epoca picena, provenienti dalle necropoli sparse sul territorio e dall'abitato del Mercato Coperto. Per la prima volta sono esposti alcuni reperti di estremo interesse scientifico, provenienti da collezioni private, concessi in deposito al Museo Civico, come i morsi equini con figure di cavallo stilizzate, di fattura etrusca (IX sec. a.C.), o come la grande fibula a navicella con staffa desinente a protome umana (VII sec. a.C.). Altre importanti accessioni, provenienti dal Museo Archeologico Nazionale delle Marche, sono reperti provenienti dalla villa rustica romana di Monte Torto di Casenuove, dove è stata rinvenuta una delle più importanti strutture per la produzione di vino e olio dell'Italia antica.
Assai interessante la raccolta d'arte moderna che comprende circa cento opere di pittura e di scultura contemporanea, in prevalenza di artisti marchigiani, tra cui Luigi Bartolini. Opere di grafica contemporanea ed alcune stampe di incisioni e le statuine da presepio realizzate in cartapesta, di varie dimensioni e di pregevole fattura, opera del leccese Luigi Guacci (1871-1934), completano la raccolta. Sono attivi i laboratori didattici "Le mani in...pasta", "Tutti a bottega: il restauro di un affresco", "Tutti a bottega: la tempera e la doratura".