Il Museo della Cattedrale è un museo d'arte sacra. Custodisce ed espone oggetti che, per la maggior parte, provengono dalla cattedrale dedicata a San Martino. Sono in mostra, inoltre, alcuni oggetti della chiesa di Santa Reparata (prima cattedrale di Lucca) e del battistero di San Giovanni. Le opere qui raccolte testimoniano i cambiamenti avvenuti nei secoli al Duomo e le innovazioni via via apportate agli oggetti liturgici. Punto focale del museo è la sala degli ornamenti del Volto Santo, alcuni dei quali sono ancor oggi usati nelle feste del 3 Maggio e del 14 Settembre. Il museo è formato da più edifici di epoche diverse: da una casa torre del '200 (ufficio e aula didattica), da un grande fabbricato del '300 (museo) e dall'Oratorio di San Giuseppe. L'architetto Pietro Carlo Pellegrini, nel 1993, ha restaurato le varie costruzioni ed ha organizzato e collegato i diversi ambienti in modo da realizzare un museo vario e ordinato.