Inaugurato nel 1891, il museo conserva molte opere provenienti dal Campanile, dal Duomo e dal Battistero, qui trasferite per motivi conservativi o per successive trasformazioni e/o sostituzioni delle originarie strutture per cui furono realizzate. Oltre ai celebri marmi di Donatello, di Michelangelo, di Della Robbia è possibile ammirare il modello ligneo della cupola di Brunelleschi e la maschera funebre del celebre architetto, nonché opere di oreficeria e preziosi codici miniati. Tra le sale più rappresentative quella in cui sono esposte le formelle originali di Lorenzo Ghiberti per la porta del Paradiso e quella del Dossale d’argento del Battistero.