Nigulisten museon kokoelmaan kuuluu Viron keski- ja varhaismodernin ajan kirkkotaiteen merkittävin osa. Suuri osa Nigulisten museon kokoelmissa olevista teoksista on peräisin Nigulisten kirkosta, ja esineet ovat esillä alkuperäisillä paikoillaan.
Ensimmäiset kirkkotaideteokset on lahjoitettu Viron taidemuseon kokoelmiin 1920-luvulla, mutta valtaosa teoksista on päätynyt museoon toisen maailmansodan jälkeen. Vuonna 1984 avattu Nigulisten museo toimii sodanjälkeisistä vaurioista korjatussa Nigulisten kirkossa.
Nigulisten kokoelman keskiössä ovat myöhäiskeskiaikaiset alttarikaapit ja puuveistokset. Yksi kokoelman ylpeyksiä on lyypekkiläisen mestarin Hermen Roden verstaassa valmistunut ja 1481 Tallinnaan päätynyt Nigulisten kirkon pääalttarin alttarikaappi, jossa on kaksi siipiparia. Se on suurimpia ja parhaiten säilyneitä myöhäiskeskiaikaisia pohjoissaksalaisia alttarikaappeja koko maailmassa. Kokoelmaan kuuluu myös kolme alankomaalaista alttarikaappia: bruggeläisen mestarin Adriaen Isenbrandtin verstaassa valmistunut Kärsimysalttari (johon Michel Sittow on myöhemmin maalannut päälle), Lucian legendan mestarin työksi arveltu Tallinnan Mustapäiden veljeskunnan Maarian alttari alttarikaappi sekä Brysselin Neitsyt Marian, Annan ja Elisabetin suvun alttarikaappi. Niiden lisäksi on alttarikaappeja ja pyhimysveistoksia Viron eri kirkoista. Museossa olevista teoksista tunnetuin on Bernt Notken verstaasta valmistunut Kuolemantanssi. 1400-luvun lopulla valmistuneesta maalauksesta on jäljellä 7,5 metrin mittainen alkuosa.
Nigulisten kokoelmaan kuuluu myös varhaismoderneja, lähinnä 1500–1600-luvulta olevia epitafeja ja vaakunakilpiä. Oman kokoelmansa muodostavat 1500–1700-luvun seinäkyntteliköt ja kattokruunut. Niistä vanhin ja harvinaisin on lähes neljän metrin korkuinen messinkinen lattiakynttelikkö. Tämä lyypekkiläisessä valimossa valmistettu seitsenhaarainen kynttelikkö on lahjoitettu Nigulisten kirkolle vuonna 1519. Nigulisten museossa on esillä myös yli sata hautalaattaa ja niiden kappaletta. 1300–1600-luvun hautalaatat ovat suurelta osin peräisin Nigulisten kirkosta.
