La città di Massa Marittima, come scrive lo storico e naturalista ottocentesco Emanuele Repetti, può essere considerata il "magazzino mineralogico della Toscana": le sue miniere di rame ed argento le meritarono l'epiteto di metallifera. Tra i filoni, più o meno grossi, di metalli che scorrono lungo le sue colline, tra cui si annoverano manganese, anfibolo, argento, rame e zinco, le ingenti quantità di ferro, di piombo argentifero e di mercurio solforato estratte dalle cave hanno alimentato, nel tempo, gli stabilimenti di forni fusori di Follonica.

Il Museo della Miniera, realizzato nel 1980 nei rifugi antiaerei utilizzati durante la Seconda Guerra Mondiale, è la ricostruzione fedele di una miniera con i vari ambienti di lavoro: nelle tre gallerie, naturali e artificiali, riadattate per allestire il Museo sono presentate le diverse tipologie di armatura con cui si sorreggevano le volte di terra e le diverse tecniche di coltivazione utilizzate. Nell'ultimo tratto del percorso sono, inoltre, esposti campioni di minerali del comprensorio massetano.

La raccolta, risalente al secolo XX, comprende strumenti da lavoro dei minatori (sonde manuali, compressori, scalpelli rotativi) e mezzi per il trasporto del minerale e del personale in miniera (trenini con i carrelli, locomotori elettrici). Sono, inoltre, conservati oggetti legati alla vita quotidiana dei minatori (elmetti, cestelli, ecc.).

Il Museo della Miniera fa parte, con il Museo di Arte e Storia delle Miniere, del Sistema dei Musei di Massa Marittima, creato dall'Amministrazione Comunale e gestito dalla Cooperativa Colline Metallifere.