Uno de los máximos exponentes de la devoción a la Virgen del Pilar es su museo, ubicado en la antigua sala de oración, anexa a la capilla de San Joaquín.

El Museo Pilarista ofrece un recorrido a través del arte religioso de diferentes épocas y sobre todo de la historia de la joyería española. Desde el siglo XII, diferentes instituciones, personalidades y devotos particulares donan una gran variedad de joyas a la Virgen del Pilar.

En las doce vitrinas que conforman la sala de exposición se albergan piezas de orfebrería aragonesa, objetos litúrgicos y de devoción, coronas de la Virgen y del Niño, y una pequeña selección de los mantos de la Virgen.

Algunas de la piezas más significativas de la colección son: un Libro de Horas en miniatura del siglo XVI; el olifante de Gastón de Bearne del siglo XII (cuerno de caza o de guerra en marfil con escenas alusivas a los Trabajos de Hércules); una carta autógrafa de Teresa de Ávila; cálices regalados por los papas San Pío X y San Juan XXIII; las coronas de la Virgen, entre las que destacan la donada por Jerónimo Zaporta (siglo XVI) y la grandiosa de la coronación canónica de la imagen de la Virgen del Pilar en 1905; la maqueta de madera de la Santa Capilla del Pilar del año 1754, obra de Don Ventura Rodríguez; o los bocetos de Goya para la decoración de la cúpula Regina Martyrum.