Il museo conserva gli ex-voto donati dai fedeli scampati al naufragio o alla schiavitù, modellini navali, reperti archeologici, preziosi arredi sacri e la cassa contenente la statua della Madonna di Bonaria al suo ritrovamento.

Il museo ospita quadri, statue, argenti e paramenti del corredo liturgico (XVII-XX sec.), rinvenuti dai membri dell'Arciconfraternita tra i resti dell'antica chiesa di via Manno, distrutta dai bombardamenti del 1943.

Il museo raccoglie documenti e oggetti, testimonianti lo sviluppo della rete ferroviaria sarda a partire dal 1884. Tra i pezzi più rilevanti, il salotto della carrozza reale, distrutta dai bombardamenti del 1943 e la locomotiva a vapore D744.003.

La Passeggiata Coperta è il salotto storico della città di Cagliari. Dalle sue eleganti arcate è possibile accedere ai percorsi archeologici della Galleria dello Sperone, in cui si può ammirare parte delle vecchie strutture militari della città.

La collezione espone 23 modelli anatomici in cera, opera del XIX secolo del famoso ceroplasta fiorentino Clemente Susini. Le cere recano la firma dello scultore e sono collocate su tavole in legno.