Il Museo Diocesano di Pienza, ospitato all'interno del Palazzo Vescovile o Palazzo Borgia, nasce dal nucleo del già ricchissimo Museo della Cattedrale, integrato da numerose opere d'arte provenienti da altre chiese del territorio.
Tra le opere d'arte più importanti qui conservate ci sono le tavole del Trecento come la Madonna con bambino di Pietro Lorenzetti detta Madonna di Monticchielo, ma anche un Crocifisso di Segna di Bonaventura ed una Madonna con Bambino di Bartolomeo Bulgarini.
Firmata e datata 1364 è la grande tavola con la Madonna della Misericordia di Bartolo di Fredi, originariamente nel Battistero pientino. Assai rappresentata, con opere di sostenutissima qualità, è la scuola senese del XV secolo. Da Spedaletto proviene la splentida tavola del Vecchietta con la Madonna in trono fra i Santi Biagio, Giovanni Battistia, Nicola e Floriano, dipinto che si dimostra aggiornato sulle novità fiorentine sia per quanto riguarda la limpida e chiara luminisità che per l'uso della prospettiva.
Splendida anche la cinquecentesca Madonna della Misericordia di Luca Signorelli, ma anche le sculture rinascimentali di Domenico di Niccolò dè Cori, senza dimenticare le opere successive della scuola senese, con lavori di Vincenzo Rustici, Francesco Rustici, Bernardino Mei e Giuseppe Nicola Nasini.
Molto importante è la raccolta di oggetti di oreficeria, che va dal XIII al XIX secolo, fra cui spiccano gli arredi liturgici donati da Pio II alla cattedrale: il bellissimo pastorale, una mitria, un turibolo con navicella e un secchiello.
Il pezzo più pregiato del museo è il cosiddetto Piviale di Pio II, il paramento liturgico donato, secondo la tradizione, da Tommaso Paleologo al papa e da questi, successivamente, alla cattedrale. Lo splendido piviale, con ventisette Storie della vita della Vergine, di santa Margherita d'Antiochia e di Santa Caterina d'Alessandria, è di manifattura inglese ed è eseguito secondo la sottilissima e ricercatissima tecnica ricamatoria della "opus anglicanum".
