พิพิธภัณฑ์สถานแห่งพระพุทธบาท หรือ พระวิหาร 16 ห้อง ตั้งอยู่เชิงบันไดใกล้พระราชนิเวศน์โบราร เดิมถูกใช้เป้นที่ประทับเจ้านายฝ่ายใน ต่อมาในช่วงงานเทศกาลจะเป็นที่พักของพระอาคันตุกะ และใช้เป้นที่บำเพ็ญกุศลของพระพุทธสาสนิกชน ภายในเก็บรวบรวมโบราณวัตถุ ศิลปวัตถุที่สำคัญของวัด เช่น เครื่องทรงสมเด็จพระเจ้าทรงธรรม เครื่องลายครามสังคโลก เครื่องทองสำริดโบราณ ศาสตราวุธโบราณ รอยพระพุทธบาทจำลอง และพัดยศของสมัยต่างๆ