Fundado em 1955, o Museu do Santuário de Fátima apresenta uma colecção de peças históricas, artísticas e etnográficas que salvaguardam a memória dos testemunhos das peregrinações internacionais da Virgem peregrina, assim como as relíquias relacionadas com a história das aparições e seus protagonistas.
Nas suas exposições permanentes, os visitantes são convidados a embarcar numa viagem sentimental, umas vez que as peças expostas são, fundamentalmente, ex-votos: objectos oferecidos a Nossa Senhora de Fátima por peregrinos anónimos e pelos Papas. Todo o acervo do museu consiste em ofertas que simbolizam o profundo amor à Virgem Maria.
A peça mais importante da colecção é, sem dúvida, a Coroa Preciosa de Nossa Senhora de Fátima, o símbolo maior dessa ligação ímpar entre quem oferece e quem recebe. As jóias representam as alegrias e as dores da Humanidade. O Museu do Santuário proporciona aos seus visitantes um percurso imersivo entre as trevas e a luz, entre a guerra e a paz. Uma viagem espiritual.
Com as exposições permanentes do Museu: Fátima Luz e Paz, a Casa-Museu de Aljustrel e as exposições temporárias, o Santuário de Fátima proporciona aos peregrinos e a outros visitantes uma interpretação dos testemunhos físicos, utilizando uma linguagem museológica relacionada com a Mensagem de Fátima, o desenvolvimento do próprio Santuário e a difusão do culto de Nossa Senhora de Fátima no mundo.