Il percorso museale, articolato in quattordici sale, su tre livelli, segue un'impostazione cronologica: dal medioevo alla ceramica contemporanea.  

Un grande ambiente, adibito a deposito di materiali ceramici, è attrezzato anche per attività di studio.

Oltre ad una sezione archeologica, che offre un esemplificativo panorama delle principali produzioni di epoca antica in Italia e Grecia, il museo documenta in modo sistematico la produzione locale dal periodo medievale al Novecento.

Di un certo interesse è la sezione della maiolica a lustro, tecnica che rese particolarmente famose le botteghe derutesi nel Cinquecento, nonché quella riguardante la produzione “compendiaria” del XVII secolo, caratterizzata da complessità decorativa e cromatica.

Sezioni tematiche sono quelle dedicate alle ceramiche da farmacia, ricomposte nell’originale arredo di un’antica spezieria, ai cinquecenteschi pavimenti in maiolica e al nucleo di targhe votive, spesso ispirate a quelle del vicino santuario della Madonna dei Bagni.

L'imponente torre metallica di quattro piani comunicante su tutti i livelli con l'edificio dell'ex convento è dedicata ai depositi; accessibile al pubblico è debitamente attrezzata anche per attività di studio.

Recenti scavi archeologici nei pressi del museo hanno consentito il ritrovamento di fornaci quattro-cinquecentesche utilizzate per la cottura della ceramica, oggi sono incluse nel percorso museale.