天主教藝術博物館與墓室，位於大三巴牌坊後面，於1996年5月5日，由澳督韋奇立將軍主持首階段陳列區的揭幕，並由林家駿主教為墓室進行祝聖儀式，及後到10月23日舉行正式開幕祝聖典禮，由澳督夫人和政務司等主持剪綵。2005年7月天主教藝術博物館與墓室以澳門歷史城區之名被列入《世界遺產名錄》。此館的位置原屬聖保祿書院及天主之母教堂（即聖保祿大教堂）的內部。1835年大火，教堂被夷為平地，僅遺下前立面，教區於是由1837年起把後方的空地改為墳場，直到後來1854年舊西洋墳場建成並入葬為止。20世紀40年代，澳門政府開闢高園街截斷了大三巴與茨林圍的學院遺址，到60年代這裡曾建有考古博物館，1967年被破壞後，該地段一度被空置，並成為附近孩童嬉戲之地。20世紀90年代（約90至96年之間）政府在這裡進行了考古發掘，起出教堂的地基，並發現了相信是聖保祿學院創辦人范禮安神父的墓地，然後於1990至1995年間由建築師韋禮籌及多位考古、博物館專家進行復原工程，並在教堂主祭壇位置修繕建成該博物館。耗資千萬的天主教藝術博物館與墓室是澳門少有的遺址式博物館。整個博物館共分兩部分：一為墓室，二為展廳。墓室為一座花崗岩墓穴遺址，佈置莊嚴，現存放了日本和越南殉教者的骸骨（部分遺骸由路環聖方濟各教堂運回）。觀眾可以透過玻璃看到部分的骸骨被放在由意大利運至的橘紅色大理石牆壁上的大型聖物匣中作展示，以喻意神聖與永恆。至於有關殉教者的名單則刻在室外的說明牌上。除此之外，這裡還有一座刻在大理石上的祭壇，並在其上豎立了十字架和一座聖體龕，宗教氣氛十分濃厚。與墓室一門之隔的便是展廳，面積不大，僅有數十平方米，收藏有油畫、聖像、教堂聖物、圖書、雕刻，以及禮儀飾物等多類展品，合共34件之多。當中的《聖彌額爾大天神》一畫，因是天主之母教堂大火後學院唯一保留至今的油畫而最引人矚目，其他著名的展品還有《聖味基聖像》油畫、《日本長崎的殉道聖人》油畫和聖母肩輿等。這些具代表性的展品，都是16到19世紀的珍貴作品，均從澳門所有的教堂及修院的藏品中精挑細選出來，屬本地教會所有，並由教會捐獻給博物館收藏。