Les 30 salles du musée, véritables écrins d’art, s’étendent sur plus de 2000 m² à l’intérieur du Palais Apostolique, accolé à la Basilique.
Édifié en 1507 d’après un dessin de Bramante, il fut enrichi au fil du temps par de grands architectes, dont le célèbre Luigi Vanvitelli.
Le musée conserve des fresques détachées de la basilique et des toiles de maîtres, parmi lesquelles celles de Lorenzo Lotto, qui passa à Loreto les dernières années de sa vie.
Une dizaine de tapisseries y sont tissées d’après des cartons ou copies de cartons de Raphaël.
La section d’art contemporain, créée en 1994, s’enrichit régulièrement de nouvelles acquisitions.
Le Trésor de la Sainte Maison constitue l’un des joyaux du musée : objets d’orfèvrerie, ex-voto précieux ayant échappé à la spoliation napoléonienne de 1797 et au vol de 1974.
Particulièrement remarquable, la collection de majoliques de l’ancienne pharmacie de la Sainte Maison, considérée comme l’une des plus prestigieuses d’Italie, compte des centaines de pièces réalisées entre les XVIᵉ et XVIIIᵉ siècles, ornées de scènes bibliques et mythologiques.
Le parcours se complète par la découverte de meubles des XVIᵉ et XVIIᵉ siècles, provenant du mobilier d’origine du palais, qui confèrent aux salles du premier étage une atmosphère d’élégance intemporelle.