Ospitato nella chiesa di San Giovanni Battista, una delle più antiche della città. La chiesa, le cui prime notizie risalgono al 1126, è oggi spoglia e priva degli altari, ma presenta alle pareti tracce di affreschi risalenti al Trecento. Fu per questa chiesa che Piero della Francesca dipinse il celebre Battesimo di Cristo oggi alla National Gallery di Londra, mentre le tavole di Matteo di Giovanni (che lo completavano) si possono vedere al Museo Civico di Sansepolcro. 

La raccolta, ordinata da Franco Dall' Ara e voluta dal Comune di Sansepolcro e dal Capitolo della Cattedrale, è il primo tentativo organico in Italia di un museo dedicato all'arte delle vetrate. Conserva in gran parte opere di artisti attivi alla fine dell' Ottocento e ai primi del Novecento. E' completato da una raccolta di tavole a colori, bozzetti, testi e una serie di 40 incisioni della fine del Settecento raffiguranti le vetrate di Chantilly su disegni di Raffaello. 

Di particolare interesse la crocifissione proveniente dalla cappella Morris di Gildestone, capolavoro dell'arte preraffaellita inglese, verosimilmente eseguito su disegno di William Morris.. Si segnalano inoltre opere e frammenti della ditta milanese Corvaja e Bazzi, specializzata nella tecnica dell'émail-tubè. 
 

Si accede da Via Giovanni Buitoni, 9. L'ingresso è caratterizzato da una piccola scalinata e da un portone in legno. L'accesso è libero.