La prima sezione è ospitata nella Sagrestia Aragonese, nell’Aula Capitolare e nei locali dell’Archivio Nuovo della Cattedrale di San Nicola, ambienti di epoche differenti che accompagnano il visitatore alla scoperta delle fasi costruttive del duomo Turritano. La sezione accoglie gli Ori dell’Assunta, doni della devozione popolare, parati d’altare, preziosi oggetti liturgici e arredi mobili del Duomo acquisiti in un arco di tempo che va dal XV al XX secolo. Di particolare rilievo sono lo Stendardo processionale della fine del XV sec., una tavola dipinta ad olio e tempera su due facce, l’opera più antica qui custodita, e la Statua reliquiario di San Gavino, santo martire turritano, protettore dell’Arcidiocesi, realizzata in argento da una bottega messicana intorno al 1675.
La seconda sezione è ospitata nella navata della chiesa di san Michele e accoglie dipinti e sculture lignee e lapidee dal XVI al XIX secolo. Al centro dell’aula è collocato il seicentesco monumentale Letto della Vergine Assunta, nella figurazione della Dormitio Virginis, iconografia molto diffusa in Sardegna.
Di particolare interesse sono i due quadri ad olio: la Traslazione dei Martiri Turritani di Baccio Gorini del 1615 e la Vergine dell’Umiltà, opera del pittore francese Charles Van Loo, realizzata tra il 1724 e il 1732.
Nella terza sezione, denominata archeologica e della pietà popolare, situata nella cripta della medesima chiesa, otto pannelli didattici illustrano le diverse fasi di costruzione della Cattedrale e gli scavi archeologici avvenuti nel 1995. Accoglie elementi architettonici romanici e gotici, lapidi tombali, reperti ceramici, vitrei, metallici e oggetti devozionali rinvenuti durante gli scavi.