El museo franciscano es de tipo religioso, aunque también hay muchos objetos que no lo son (miscelánea museológica).
Está dividido en cinco grandes espacios, fuera de la entrada y escalas que lleva a los pisos superiores.

1 Entrada y primera escala

Se exhiben cuadros con croquis y planos de la iglesia actual. Muchas fotografía del Chillán, antes y después del terremoto del 24 de enero de 1939.
En la parte superior de la escala: fuelle para dar aire a un antiguo órgano tubular; Reloj antiguo del péndulo del antiguo reloj del frontis del templo; Vértebras de ballena; Varios objetos antiguos de fierro fundido, entre ellos una prensa de imprenta muy antigua; Algunas pinturas religiosas, etc.

2 Sala de los «agua fuerte»

Se encuentre la colección de los 18 cuadros denominados agua fuerte por el sistema especial de impresión. Estas laminas son reproducciones de pinturas de grandes artistas.
En este recinto también se encuentran 13 vitrinas con diferentes objetos de interés muselógico y otros varios como el cuadro de fondo de san Francisco y la naturaleza, y la pequeña imagen de la Virgen de la Merced.

3 Sacristía mayor

Esta sala nos muestra cosas de aspecto litúrgico y por eso se la denomina sacristía mayor. Se destacan las imágenes sagradas de la época colonial especialmente la de san Miguel Arcángel, por su tallado y dimensión. Otras procedentes de Quito y Chiloé. La orfebrería que se exhibe es muy buena, especialmente la colección de custodias, cálices y copones y variedad de objetos de plata, bronce y otros metales. Hay ornamentación como casullas y dalmáticas con exquisitos bordados de oro. Relicarios de incalculable valor artístico y cuadros que adornan las paredes como el de la Inmaculada Concepción, la aparición de la Virgen a san Antonio y los hermosos cuadros de los Sagrados Corazones de Jesús y María.

4 Ábside o coro

En este lugar está la sillería del coro de los religiosos (lugar propio y privado en el que los religiosos rezaban principalmente el oficio divino) tiene 64 asientos.
En este recinto podemos contemplar, en la parte superior de los asientos, el Vía Crucis. Son 14 cuadros grabados en París y que representan el caminar de Jesús desde el tribunal de Pilato hasta el monte calvario donde fue muerto y sepultado.
Es muy interesante mirar con atención las 54 láminas a todo color de pasajes bíblicos. Fueron impresos en París después del Concilio de Trento y se encuentran en los respaldos de la sillería superior.
El facistol con sus dos enormes libros corales.
Las imágenes del Calvario: Jesús crucificado, María dolorosa, San Juan Evangelista y María Magdalena.
Tres antiguos armonios u órganos pequeños. El ambón y el candelabro para el cirio pascual y un mesón de altar de la antigua iglesia sobre el cual está el cuadro del Cristo de Velázquez. (Copia fiel).