Il Museo della Porziuncola sorge nei locali sopravvissuti alla costruzione della grande Basilica Papale di Santa Maria degli Angeli, su iniziativa di alcuni frati all'inizio del Novecento.

E' parte integrante dell'itinerario dei pellegrini e dei turisti che visitano le memorie di san Francesco e offre una sosta di maggior comprensione dei luoghi del Santo, avvalendosi di documenti di archivio, plastici e ricostruzioni grafiche. Le sale ospitano in successione cronologica le opere che hanno reso famoso il Museo. 

Lo scopo era quello di raccogliere in un unico ambiente le varie opere d'arte custodite, all'epoca, in diversi spazi del Santuario. In occasione del Giubileo del 2000, in particolare, fu allestito un percorso espositivo in ordine cronologico, secondo i canoni moderni, così da ripercorrere la storia della comunità francescana.

In base a una suddivisione tematica il museo è composto da sei sale espositive:

• Porziuncola nel periodo pre-francescano, alle origini della spiritualità francescana
• Porziuncola durante l'Osservanza francescana
• Vergine Maria alla Porziuncola
• Basilica Alessiana
• La parziale riedificazione del 1840
• Antico Conventino

Tra le opere più significative della collezione si annovera il Crocifisso di Giunta Pisano, datato al 1236 circa, ritenuto il primo esempio di Crocifisso patiens in Italia in una croce monumentale.
Un'altra opera degna di nota è la Madonna del Latte, pregevole scultura in pietra policroma databile alla fine del XIV secolo, in origine posta nel tempietto alla sommità della facciata della Porziuncola.