Il museo occupa gli splendidi sotterranei del settecentesco Palazzo Lazzarini, eretto di fronte alla cattedrale.
Il Museo Diocesano, contenente alcuni reperti veramente rari e preziosi, tramanda la memoria e la bellezza della chiesa pesarese nei secoli. I reperti, costituiti da oggetti di culto, di pietà, di catechesi della comunità cristiana locale, acquistano un valore universale in forza del loro contenuto culturale ed estetico.
Il percorso museale si articola in nove sale suddivise in una Sezione Archeologia (tre sale) ed una Sezione Storico-Artistica (sei sale).

Al piano interrato è collocata la sezione Archeologica: la Sala del sarcofago di San Decenzio, la Sala dei mosaici e la Sala dei reperti archeologici.

Al piano terra il percorso prosegue con la Sezione Storico-Artistica: la Sala dell’Eucarestia, la Sala della Confraternita del SS. Sacramento, la sala del Lazzarini e del ‘700 pesarese, la Sala dei Tessuti, la Sala della Scultura lignea e, infine, la Sala degli Argenti.

L'attività didattica per le scuole è su prenotazione nelle ore previste di apertura.