En su interior se conserva una valiosa colección de pintura, platería y ornamentos en su mayoría donados por tradicionales familias de la provincia. Se destacan los antiguos óleos de la Virgen del Rosario y de San Pablo, así como los documentos conservados desde la primera fundación de la ciudad en 1565 en Ibatín. El Museo de Arte Sacro de la Catedral, nació en 1968 como una iniciativa de la gente de la Parroquia, que se concretó con la labor de Susana Rougés, apoyada por el cura párroco, Monseñor Segundo H, Soria. La primera tarea era la de reunir los vasos sagrados, imágenes y objetos que estuvieran destinados al culto y que por una u otra causa, habían quedado fuera de uso, o que, por utilizarse sólo en contadas ocasiones, raramente estaban a la vista.Así llegó a formarse una importante y significativa colección, que excediendo lo estrictamente litúrgico, rescataba el acervo cultural de Tucumán. Con el tiempo fueron sumándose las donaciones y préstamos de diversos objetos que pertenecieran a las familias tucumanas. Exhibe piezas de gran valor, desde los lejanos tiempos de Ibatín hasta nuestros días. La imaginería, la pintura, la platería, los ornamentos litúrgicos, los documentos coloniales, tenían la finalidad de guiarnos a lo largo de la historia eclesiástica de Tucumán. Todo esto ha sido conservado en el Museo, evitando así la pérdida o dispersión de un patrimonio tan valioso como querido por este pueblo cristiano. El Papa Pablo VI, en el año 1972 exhortaba precisamente a los pastores a conservar en los templos los objetos de valor histórico-artístico que, durante siglos los ornaron y que perduran como expresión tradicional de la fe. El Arzobispo de Tucumán, Monseñor Blas Victorio Conrero apoyó esta obra. Hoy el Museo abre sus puertas con esta exposición de obras, donde se exhiben piezas de: la Virgen de Rosario de Pomata (oleo sobre tela – Alto Perú), San Pablo camino a Damasco (Oleo sobre tela de neto estilo neoclásico), San Miguel Arcángel (Oleo sobre tela; figura hierática e ingenua del patrono de la ciudad) , General Celedonio Gutiérrez (obra de la primera época del retratista tucumano, Ignacio Bas), Documentos coloniales, misales, entre otros objetos.