In der Schatzkammer befindet sich das älteste Exponat: das Bursa-Reliquiar von Ennabeuren, ein einzigartiges Zeugnis aus der Zeit der Christianisierung (um 650 - 700). Herausragend unter den Zeugnissen aus der Zeit der Romanik sind die Bronze-Kruzifixe von Amrichshausen und Wolpertswende.
Das Diözesanmuseum besitzt eine der umfangreichsten Sammlungen von Reliquiengläsern. Die Ausstellungsstücke (2. bis 19. Jahrhundert) geben Einblick in die Geschichte der Reliquienverehrung, in Alltagskultur und Geschichte des Glases.
Einen Schwerpunkt bildet die Malerei des 15. und frühen 16. Jahrhunderts. Die repräsentativen Werke dokumentieren eindrucksvoll das Kunstschaffen in den damaligen Kulturzentren am Oberrhein, im Bodenseeraum, in Rottweil und Ulm, aber auch in Augsburg und Nürnberg.
Zu den kunsthistorisch bedeutsamsten Werken gehören die aus der Mystik des frühen 14. Jahrhunderts hervorgegangenen Andachtsbilder und Kruzifixe. Das plastische Schaffen des 15. Jahrhunderts ist vertreten durch Hans Multscher und seinen Umkreis.
