È situato nel centro storico della città, nei pressi della cattedrale, nell'oratorio di Nostra Signora del Rosario, dove aveva sede l'omonima soppressa confraternita fondata nel 1568 nella chiesa di San Francesco. Nel museo, inaugurato il 30 giugno 2000, è conservato il tesoro liturgico della cattedrale di Alghero e delle altre chiese storiche della città. La raccolta museale è suddivisa in sei sezioni: argenti, dipinti, sculture lignee, ebanisteria, materiale lapideo e bronzi. Argenti: singolare importanza riveste il reliquiario della Vera Croce, pregevole opera di estrazione catalana, forgiata da un ignoto argentiere algherese nel 1500. Ebanisteria: la sezione comprende un grande tabernacolo barocco in legno intarsiato, proveniente dalla chiesa di San Giovanni Battista, tipico esempio dell'austera ebanisteria dell'Ordine cappuccino. Sculture lignee: sono ospitati in questa sezione diversi simulacri di santi e della Vergine, a testimonianza dei culti e delle devozioni che, nei secoli, hanno alimentato la fede della popolazione algherese. La raccolta di bronzi annovera due campane, di cui una, quattrocentesca, proveniente dal campanile della cattedrale. La raccolta museale annovera tele risalenti al Cinquecento e al Seicento. Va posta in evidenza la predella del retablo dell'Annunciazione, proveniente dalla chiesetta della Speranza, nell'agro di Alghero e attribuita ad un pittore di educazione catalana operoso nei primi anni del Cinquecento. Notevole è il ciclo di dipinti ascrivibili ad un pittore genovese della metà del Seicento che ha desunto da Rubens scene della vita di Cristo e della Vergine.