È formata da una Sala ottagona preceduta e seguita da un vestibolo. Fu progettata dall’architetto Michelangelo Simonetti, ha 16 colonne corinzie in marmo di Carrara. La volta fu decorata tra il 1782 ed il 1787 da affreschi di Tommaso Conca. La sala fu progettata per conservare sette statue di Muse, rinvenute tra il 1773 e il 1779 a seguito degli scavi archeologici condotti da Domenico De Angelis e Giovanni Corradi nella cosiddetta villa di Cassio nei pressi di Tivoli, che facevano parte dell'apparato decorativo della biblioteca della villa. Alcune di queste statue, in origine non raffiguravano muse, hanno subito forti integrazioni e adattamenti ad opera dei restauratori settecenteschi, proprio al fine di completare il ciclo delle Muse. La collezione fu completata con l’integrazione di due statue mancanti delle muse Urania ed Euterpe donate al museo dal principe Lancellotti.