L'idea di un museo della ceramica nacque negli anni '70 a seguito di una serie di fortuiti ma significativi ritrovamenti all'interno di un pozzo idrico, "il pozzo dei lavatoi", durante i lavori di pavimentazione di una strada del castello, nella parte alta dell'abitato di Montelupo. Le successive ricerche, portarono alla luce circa 300 esemplari ceramici, prodotti di scarto di una antica bottega, che costituirono il primo nucleo delle collezioni. Il Museo fu inaugurato nel luglio 1983, con una prima sezione, nelle sale del trecentesco Palazzo Comunale e Podestarile, ristrutturato per la nuova destinazione. Nel corso degli anni '80 le ricerche condotte in collaborazione con l'Università degli Studi di Siena, hanno portato a nuovi ritrovamenti ed a continui ampliamenti delle sezioni espositive e delle infrastrutture museali, fino al 1993 quando ha assunto la configurazione attuale.
Il Museo si articola su due tipologie espositive, formalmente e spazialmente distinte, ma concettualmente unitarie: a piano terra, la sezione di archeologia del territorio con reperti dal Paleolitico all'Età del bronzo, fino all'epoca etrusca e romana, al primo piano, la sezione dedicata alla storia della ceramica di Montelupo, un interessante spaccato della sua produzione dal Medioevo al XVIII secolo. Suddiviso in sezioni tematiche che spaziano dalla preistoria, alla tecnologia, alla storia della ceramica, il Museo è caratterizzato da una forte impostazione didattica, coadiuvata da pennellature esplicative, con testi, fotografie, disegni e modelli in scala. Attraverso il percorso delle 13 sale espositive è possibile comprendere l'evoluzione della produzione ceramica, dalla formazione dei depositi argillosi, in ere geologiche lontane, alle prime rudimentali suppellettili preistoriche, fino alla sapiente lavorazione e decorazione dei maestri vasai.

Particolarmente interessante è la sezione relativa alla storia della ceramica, che testimonia l'importanza di Montelupo come centro di produzione ceramica fin dal XIII secolo, ed offre un ampio spaccato su tipologie, modelli stilistici, influenze decorative che hanno caratterizzato questa antica arte. L'esposizione, ricca di circa 3000 pezzi (in gran parte provenienti da campagne di scavo), è suddivisa cronologicamente nelle diverse fasi stilistiche, ma anche secondo criteri tipologici: la ceramica da fuoco per la cucina, gli "orci" per conservare i cibi, la produzione ospedaliera, il vasellame da tavola nella sua evoluzione borghese, le opere devozionali. Piatti, brocche, "albarelli", ciotole, vasi, testimoniano la progressiva evoluzione del gusto della società fiorentina, destinatario privilegiato della produzione di Montelupo, evidenziandone i secoli di ricchezza e splendore, fra il Trecento ed il Cinquecento e quelli della decadenza, Seicento e Settecento, che vedono un progressivo impoverimento dell'attività delle botteghe di Montelupo, nonostante importanti commesse, come quelle medicee o per l'ospedale di Santa Maria Novella a Firenze. Da un punto di vista stilistico, sono ben testimoniate la fase arcaica" con le sommarie decorazioni in verde ramina e bruno manganese, il gruppo cosiddetto delle "maioliche italo-moresche", la decorazione a zaffara, a palmette persiane e ad occhio di pavone. La produzione ceramica di Montelupo si contraddistingue per il motivo decorativo dell'arlecchino, rielaborazione figurativa seicentesca di personaggi appartenenti al mondo popolare, briganti, contadini, cavalieri, soldati, personaggi spavaldi e burleschi, interpreti dello spirito arguto della commedia dell'arte. Il museo consta anche di una piccola sezione dedicata alla produzione ceramica fra Ottocento e Novecento, che espone oggetti della Manifattura Fanciullacci e le elaborazioni artistiche di alcuni designer del nostro tempo, come Mari, Sotssas.

Al di fuori della sede museale, ma inserita nel percorso espositivo, è un'antica fornace, che offre uno spaccato del lavoro preindustriale con la vasca di decantazione dell'argilla e le varie sezioni produttive, fino al grande forno.
L'Istituto si contraddistingue per la vasta attività didattica e scientifica, è infatti corredato da laboratori didattici e di restauro ceramico, da una biblioteca specializzata nel settore ceramico e da un interessante archivio fotografico (entrambi in via XX Settembre, Montelupo Fiorentino, FI; visita e consultazione su appuntamento). Il Museo, con i suoi laboratori, coordina campagne di scavo, organizza corsi teorico-pratici sul restauro della ceramica e mostre tematiche, che si sono susseguite annualmente in occasione della Festa della Ceramica di Montelupo, nel mese di giugno.
Nel corso dell'ultimo decennio, grazie anche all'attività di ricerca del direttore del Museo, Fausto Berti, hanno visto la luce interessanti pubblicazioni che offrono un interessante contributo conoscitivo ed iconografico alla storia della ceramica nei suoi molteplici aspetti.