Allestito nel salone Gotico all’interno della Basilica di San Francesco, attuale sede dal 1977, il Museo del Tesoro 
vanta un notevole patrimonio artistico che si è andato incrementando nei secoli.
Le prime donazioni, che segnano l’inizio effettivo della raccolta, sono correlate alla solenne traslazione del corpo di San Francesco dalla parrocchia di San Giorgio alla Cripta della Basilica. Fra queste ricordiamo una croce d’oro con pietre preziose, che si narra sia stata donata da Papa Gregorio IX, oltre a molti splendidi paramenti sacri, oggetti di decorazione e suppellettile liturgica.
Dal 1986 il Museo del Tesoro è arricchito dalle cinquantasette tavole e un bassorilievo in marmo della Collezione di F. M. Perkins.
Attualmente, nonostante le numerose dispersioni e depredazioni anche per mano napoleonica, la collezione vanta numerosi pezzi tra cui:
opere di oreficeria sacra dal respiro europeo e orientale (croci processionali, manuali d’altare, reliquiari); due dossali arabi di seta rossa e gialla, unici per grandezza e ricamatura; otto arazzi fiamminghi; il paliotto di Sisto IV; il messale parigino miniato con l’evangeliario e l’epistolario di san Luigi IX; maioliche invetriate medioevali; tavole istoriate dal XIII al XVI secolo; quattro sinopie di maestri romani e senesi del XIII e XIV secolo.
