Está asentado en la iglesia románica de San Gil, del siglo XII, En el siglo XVI se realizaron grandes reformas de las que se conserva un ábside circular con dos ventanas delgadas y altas con pequeños capiteles ornados de hojas de acanto. En el siglo XVI se realizaron varias reformas de las que se conservan tres naves separadas por grandes arcos y cubiertas por un artesonado mudéjar. La portada de entrada es de estilo plateresco formada por arco de medio punto.
El museo contiene varios documentos en pergamino: cartas de reyes y papas y también cantorales. Dispone de cientos de lienzos, tallas góticas, renacentistas y barrocas. Entre los autores de estas obras destacan Juan de Juanes, Soreda y Berruguete. En el baptisterio hay una pequeña representación de la arqueología de la zona, muy rica en asentamientos primitivos... A esto hay que añadir, en las vitrinas centrales, una gran colección de objetos religiosos de plata, y en el coro una rica exposición de fósiles de la zona de Atienza y provincia.
En el coro hay una buena representación de los fósiles de la zona y de la provincia de Guadalajara con cientos de especies
