Il Museo della Basilica, inaugurato nel 1929,  raccoglie una grande quantità di opere d'arte e oggetti e arredi sacri ed è tra i più antichi musei in Italia di questo genere. Parte degli arredi conservati sono ancora oggi utilizzati nelle più solenni celebrazioni della Basilica.Negli anni '80 del '900 sono state allestite due nuove sezioni dedicate ai presepi e al tessile, che ne fanno un piccolo polo museale. 

Nella sezione Presepi sono conservati circa 300 esemplari, alcuni unici e di notevolissimo pregio artistico, oltre che una collezione di mobili e dipinti antichi. La sezione di Archeologia tessile conserva alcuni macchinari dei secoli XVIII e XIX che testimoniamo il lavoro dei tessitori gandinesi, e raccoglie tutte le macchine e gli utensili  necessari alla filatura e alla tessitura.

Il Museo della Basilica è stato riconosciuto come Raccolta Museale nel 2010.