Il Museo del Tesoro della Cattedrale (francese: Musée du Trésor de la Cathédrale) di Aosta è inserito nel deambulatorio della cattedrale di Notre-Dame e comprende opere appartenenti al vasto patrimonio di arte sacra della cattedrale stessa e ad altre provenienti da diverse chiese della regione.
Questo museo è particolarmente interessante per la varietà e la ricchezza degli oggetti custoditi - comprendenti codiciminiati, pitture, sculture, vetrate, reliquiari e opere d'oreficeria, paramenti sacri, e altro ancora - in grado di offrire una panoramica dell'arte sacra in Valle d'Aosta che spazia dal XIII al XVIII secolo, con particolare riguardo al gotico delle Alpi Occidentali.
Tra le opere più antiche e preziose è da menzionare un cammeo romano del I secolo, con una montatura in oro, pietre e perle, e anche il dittico d'avorio tardoromano di Anicio Petronio Probo, (406) reimpiegato ad uso liturgico.
Testimonianze dello straordinario sviluppo artistico della Valle d'Aosta nel corso del XV secolo, sono rappresentate dalle sculture marmoree e sepolcrali di Stefano Mossettaz e della sua bottega: il gisant raffigurante il vescovo Oger Moriset, i resti mutili della tomba di Francesco di Challant, un rilievo con un Cristo in Pietà, una statuetta in alabastro raffigurante San Giacomo Maggiore, la tomba di Tommaso II di Savoia.
Di grande interesse è anche la raccolta di sculture lignee, testimonianza del lavoro di artisti locali e di scambi con l'arte franco-fiamminga. Tra i principali artisti troviamo l'aostano Jean de Chetro (uno dei due artefici degli stalli del coro della cattedrale) e il cosiddetto Maestro della Pietà degli Antoniti (statue di San Leonardo, Sant'Ilario e Madonna Addolorata)
