Ha sede nell’ala che collega il Palazzetto del Duca di Tursi e l’Ospizio de' Poveri. L’attuale Museo del Santuario è stato riallestito nel 2009, ed espone i pregiati doni offerti come segni di devozione alla Vergine. Tra i tesori ivi custoditi, si possono annoverare: la Corona in oro e pietre preziose, con cui Pio VII incoronò la sacra effigie della Madonna, e la collana appartenuta alla principessa Maria Anna di Savoia, futura Imperatrice d’Austria, i pregiati paramenti sacri, il raffinato servizio liturgico in argento donato da Mons. Agostino De Mari, nonché la collezione degli ex- voto segno della gratitudine di tutti coloro che hanno ricevuto grazie dalla Madonna di Misericordia..