Le musée s’étend sur deux bâtiments jouxtant la cathédrale: le palais synodal(XIIIe) et le somptueux édifice Renaissance du palais des archevêques. Toutes les collections municipales, parmi lesquelles on trouve plusieurs pièces d’un intérêt exceptionnel, sont rassemblées ici. Dans les ailes François Ier et Henri II sont exposées les nombreuses découvertes préhistoriques du Sénonais, dont le trésor de Villethierry et celles de la période gallo-romaine. Ces dernières comptent parmi les plus considérables en France et leur présentation dans les sous-sols est des plus réussies. Au premier étage sont présentés des chefs-d’oeuvre de la sculpture du XVIIIe alors que sous le bel appareillage de poutres du grenier on peut admirer des peintures allant du XVe au XIXe siècle. La chapelle des archevêques présente le trésor de la cathédrale(l’un des deux plus riches de France). Quant au palais synodal, il accueille peu à peu diverses collections du Moyen Âge, dont un superbe fonds lapidaire