Il nucleo principale del Museo è costituito dalle pazienti raccolte di due concittadini, Giuseppe Fammilume e don Nazzareno Buldorini, che fin dal 1928 iniziarono a ricercare, catalogare e conservare oggetti, carte, documenti e tutto ciò che potesse testimoniare l’evoluzione storica della città. Il patrimonio del Museo si è arricchito nel tempo grazie anche alle donazioni degli eredi del cardinale Fernando Cento e delle famiglie Niccolai, Monti, Failla, oltre che di altri cittadini.

Oltre ai reperti archeologici databili tra il IX e il VII secolo a.C. e alle statue e teste di epoca romana, il Museo conserva arredi del XVIII secolo, oggetti appartenuti al cardinale Fernando Cento, documenti napoleonici, costumi del folklore marchigiano, una esposizione di armi, vessilli delle società artigiane locali, nonché dipinti provenienti da antiche chiese del territorio e dal patrimonio comunale. Completano la collezione opere di arte contemporanea realizzate da pittori pollentini.