百花大教堂博物馆位于主教堂的东面，也就是远离乔托钟楼的那一端。开放于1891年，是世界上拥有最重要的雕塑收藏的博物馆。里面最重要的展品是从圣若望洗礼堂卸下来的“天堂之门”真品，以及米开朗基办为自己的陵墓设计的“圣母怜子”。参观博物馆需另买门票，18欧 。