Die Medici-Kapellen sind seit 1869 ein staatliches Museum, jedoch ist ihre Geschichte eng mit jener der Kirche von San Lorenzo verbunden, zu der sie gehören. Das Museum besteht aus der Neuen Sakristei, die in ihrer plastischen Gestaltung von Michelangelo entworfen und konzipiert wurde, der Fürstenkapelle, dem monumentalen Mausoleum mit Marmorintarsien, aus der Krypta, in der die Großherzöge der Medici und ihre Angehörigen begraben wurden sowie aus der Krypta Lorenese, die neben den sterblichen Überresten der Familie Lothringen auch das Grabdenkmal von Cosimo dem Alten mit dem Titel „Pater Patriae“ beherbergt. Das Museum wird über die Krypta mit ihren niedrigen Gewölben erreicht, die von großen Säulen aus Sandstein getragen wird. In diesem Raum wurden die sterblichen Überreste der Herzöge der Medici und ihrer Angehörigen untergebracht, beginnend mit Cosimo I. bis zu Gian Gastone, dem letzten Großherzog der Dynastie, die mit Anna Maria Luisa, Elettrice Palatina, endete. Die Neue Sakristei, Meisterwerk von Michelangelo, wurde ab 1519 als Pendant zur Alten Sakristei errichtet. Des Weiteren bewahrt das Museum auch einen Teil des Schatzes der Basilika: Paramente und prächtige Reliquien.