Im Nationalmuseum San Matteo sind einige monographische Sammlungen ausgestellt: mittelalterliche Keramik, pisanische Malerei aus dem XII. und XIII. Jh., darunter auch der Zyklus der bemalten Kreuze, Skulptur und Malerei des XIV. und XV. Jahrhunderts. Die Sammlung mittelalterlicher Keramik umfaßt auch die umfangreichste Serie von mittelalterlichen Keramikbecken, die als Dekorationselelmente an den Außenwänden der pisanischen Kirchen verwendet wurden.

Die pisanische Malerei des XII. und XIII. Jahrhunderts ist im Zyklus der bemalten Kreuze mit den Werken von Berlinghiero Berlinghieri, Giunta di Capitino, genannt Pisano, Werken der Familie Tedici und des Meisters von San Martino vertreten, die allesamt aus den ältesten Kirchen der Stadt stammen. Um die wichtige Funktion der Miniatur hervorzuheben, ist die Bibel des Klosters San Vito ausgestellt, die auch Bibbia di Calci genannt wird.

Die pisanische Bildhauerei des XII.-XV. Jahrhunderts ist durch das wunderschöne Polyptychon on Simone Martini vertreten. Es stammt aus der Kirche Santa Caterina d'Alessandria d'Egitto. Außerdem die Geburt Christi von Tino da Camaino sowie die Madonna del Latte von Andrea und Nino Pisano. Auch einige Holzarbeiten von Francesco di Valdambrino und Agostino di Giovanni sind bemerkenswert.

Die Malerei des XIV. und XV. Jahrhunderts umfaßt Werke von Francesco di Traino, Lippo Menni, Buonamico Buffalmacco, an dessen Freskenzyklus auf dem Monumentalfriedhof wir erinnern, von Spinello Aretino, Taddeo di Bartolo und anderen großen Malern der Epoche, während Werke weitaus bekannterer Künstler spezifisch mit dem XV. Jh. verbunden sind. In dieser Abteilung kann man außerdem glasierte Terrakottagegenständeaus der Schule des Della Robbia und schließlich die einmalige Reliquienbüste des Hl. Luxorius bewundern, ein Werk Donatellos.