Il museo è ubicato nel Palazzo Mastai Ferretti, antico edificio risalente alla fine del XV secolo, abitato dai Mastai fin dal 1557, che rientra nella tipologia della "Casa Museo", aperto al pubblico il 13 maggio del 1892 su iniziativa di Cristina Mastai Ferretti, in occasione del primo centenario della nascita di Giovanni Maria Mastai Ferretti, divenuto Papa con il nome di Pio IX (1792-1878). E' articolato negli ambienti dove nacque il pontefice e dove egli era solito ritornare per i suoi soggiorni senigalliesi. Raccoglie ritratti, dipinti, mobili, stampe, medaglie, monete, volumi, lettere autografe, oggetti diversi, tutti attinenti all'attività ed alla vita del Papa. Delle originarie sei camere che costituivano l'appartamento, soltanto il Salone Anastasi e la Cappella hanno mantenuto la loro funzione originaria, mentre le altre sale hanno subito modifiche strutturali che hanno determinato, nel tempo, nuovi percorsi espositivi. Di particolare interesse è il Salone di Rappresentanza con una serie di quadri da stanza dipinti dal pittore senigalliese Giovanni Anastasi (1653-1704).