Creado por el arzobispo Gabino Díaz Merchán en 1985 e inaugurado en marzo de 1990, pretende ser un instrumento de evangelización a través de los objetos artísticos de arte sacro procedentes no solo de la Sancta Ovetensis sino también de otras iglesias asturianas. Constituye junto con la Cámara Santa la mayor colección de arte sacro del Principado de Asturias.
Se halla situado en el piso alto del claustro de la catedral, obra del arquitecto Francisco de la Riva Ladrón de Guevara del siglo XVIII. Estructurado en un vestíbulo y siete salas, pretende guiar al visitante hacia una mejor comprensión del mensaje cristiano, para ello cada sala lleva por nombre un fragmento de texto bíblico que tiene mucho que ver con los objetos que la sala alberga. El recorrido que habrá de seguirse será el siguiente:
- Vestíbulo: “En el principio…”.
- Sala 1: “Llamada y camino”.
- Sala 2: “Bajo el signo de la Cruz”.
- Sala 3: “Con María, la Madre de Jesús”.
- Sala 4: “El Pan que da vida”.
- Sala 5: “In Ecclesia sancta”.
- Sala 6: “Participando en la Pasión de Cristo”.
- Sala 7: “Alabad al Señor, cielos y tierras”.
A través del recorrido se pueden contemplar una serie de capiteles tanto prerrománicos de los siglos IX y X, como románicos del siglo XII, así como distintas inscripciones funerarias de los siglos XI y XII; esculturas e imaginería, piezas de orfebrería, vestiduras, cuadros y un sinfín de objetos sacros más, entre los que no se deben dejar de mencionar los siguientes:
- El díptico bizantino, del siglo VI y de las pocas obras de este calibre que se conservan en el mundo, fue enviada por el arcediano de Ribadeo desde Roma a finales del siglo XIII.
- El díptico románico, donado a la catedral entre los años 1162 a 1174, posee un enorme interés artístico y cultural. Realizado en plata, oro, marfil y piedras preciosas, en sus caras internas se reproduce el Calvario y el Pantocrátor en marfil, mientras que en las externas son representados los mismos temas en esgrafiado de plata.
- El díptico gótico, de cronología y origen desconocidos, y en cuyas hojas, divididas en tres bandas horizontales, se representan en altorrelieve los momentos más importantes de la Pasión de Cristo.
- El Libro de los Testamentos, se trata de uno de los más lujosos y mejores cartularios europeos del siglo XII, en el que se han aglutinado documentos legales de la diócesis de Oviedo. Encargado por el obispo Pelayo en el primer tercio del siglo XII, constituye, debido a la enorme calidad de sus miniaturas, una de las más preciadas joyas del románico español.
Además de las anteriores, existen muchas otras obras de enorme belleza y valor que forman parte del Museo de la Iglesia.