Le musée de saint Antoine, fondé à la fin du XIXe siècle pour montrer une collection d’objets historiques et artistiques liés à la vie et au culte de saint Antoine de Padoue, a été rénové et réouvert dans sa configuration actuelle en 1995, à l’occasion du 8e centenaire de la naissance du saint.
Le musée abrite aujourd’hui des trésors d’art créés au fil des siècles pour la basilique et la Veneranda Arca di Sant’Antonio (arche) : peintures, sculptures, plâtres, vêtements sacrés, tapisseries et orfèvrerie. D’authentiques chefs-d’œuvre y sont exposés, comme la lunette ornée d’une fresque de Mantegna pour le portail de la basilique, des incrustations en bois du XVe siècle, la précieuse Navicella, joyau de l’orfèvrerie allemande du XVIe siècle, des retables de Tiepolo, Carpaccio et Piazzetta, ainsi qu’un rare vêtement liturgique tissé à Lyon au XVIIIe siècle.
En 2015, le musée s’est enrichi d’une exposition permanente consacrée à « Donatello al Santo », un riche ensemble de photographies, de moulages en plâtre et de panneaux d’information, qui permettent au visiteur de voir de près les chefs-d’œuvre que le célèbre artiste florentin a réalisés pour le saint.
On y trouve aussi un buste en plâtre de Gattamelata, que l’on peut toucher grâce à un traitement protecteur spécial. L’intention est d’offrir aussi aux non-voyants le plaisir de « toucher » aux chefs-d’œuvre de Donatello.
Le Museo della Devozione popolare (« musée de la dévotion populaire ») recueille les ex-voto donnés à la basilique par les fidèles en remerciement des grâces reçues de Saint-Antoine.
Y sont exposées les copies de certains reliquaires célèbres, comme celui offert au pape Léon XIII et conservé dans les musées du Vatican, ou celui offert à Lisbonne en 1968, qui témoignent de plusieurs siècles d’histoire. Parmi les autres curiosités, citons le « Si quaeris miracula » en chinois, peint sur soie.