Il Museo della Basilica e l’adiacente Archivio-Biblioteca “Arcivescovo Nicola Margiotta” custodiscono un importante archivio documentario, dichiarato di interesse storico nel 2006 dal Ministero dei Beni Culturali e Ambientali, ed impreziosito da Codici Liturgici in cartapecora del Capitolo della Collegiata.

L’Archivio conserva centosessanta registri e volumi, trecento libri canonici e trentaquattro buste di carteggi vari, nonché, cinquantatré pergamene, datate dal 1348 al 1730 e restaurate nel 1998, relative a indulgenze pontificie, a decreti della Curia Romana, a concessioni di privilegi al clero della Chiesa di San Martino da parte degli arcivescovi di Taranto, ed atti notarili di donazioni alla Collegiata di San Martino di autentiche di reliquie e di beni temporali.

La Platea reverendissimi Capituli civitatis Martinae, voluminoso inventario dei beni capitolari redatto alla fine del Seicento ed aggiornato un secolo dopo, è il documento d’archivio cartaceo più significativo, costituito da circa mille fogli manoscritti, studiati dallo storico Giovanni Liuzzi, che raccolgono tutte le notizie della Chiesa di San Martino, nonché della città di Martina Franca e dei suoi personaggi più noti.

Il patrimonio è arricchito, inoltre, da alcuni testi liturgico-musicali: tre breviari manoscritti, due salteri, cinque graduali manoscritti e due a stampa, databili tra XV e XVIII secolo; quattro antifonari, due dei quali a stampa, realizzati tra XVII e XVIII secolo.