El museo de Arte Sacro se ubica en el edificio del Palacio Episcopal, detrás del ábside de la Catedral y sobre la muralla de la Almudaina. El origen del Palacio se remonta al establecimiento definitivo de la sede episcopal en 1238 y a Ramon de Torrella (1238-1266) como primer obispo de Mallorca. Su estética es fruto de numerosas intervenciones promovidas por diferentes prelados de la Isla que, desde el siglo XIII, han ido dejando su huella.

El edificio es de planta rectangular y se desarrolla alrededor de un patio. El acceso se realiza a través de la fachada principal, acabada en 1616 a instancias del obispo de Mallorca Simó Bauçà i Sales (1706-1625). Además, en la fachada, de marcado estilo clasicista, se exhibe la salutación episcopal Pax Vobis («la Paz esté con vosotros»).

La visita al Museo permite contemplar algunos de los espacios y elementos más interesantes del interior del edificio del Palacio Episcopal. En él destacan una serie de grandes arcos góticos y un vitral diseñado por Antoni Gaudí y dedicado al obispo Pere Joan Campins. En la planta baja se encuentra un corredor con bóvedas de marés -que antiguamente constituía la zona de los establos del Palacio y en el que quedan a la vista restos de la muralla de época tardorromana-, así como el gran ventanal apuntado de la fachada que da al mar. También destaca la muralla exterior, atribuida a Gaudí.