Se trata de un conjunto formado por dos partes claramente diferenciadas: algunas dependencias del antiguo Palacio Real, construido a finales del siglo XII en el recinto de la zuda musulmana, y un edificio destinado a ubicar la Universidad, cuyas obras se iniciaron a partir de 1690, según proyecto de Francisco de Artiga.

El Palacio Real está situado detrás de la Universidad. Del primitivo edificio, levantado en piedra sillar, se conserva un volumen de sección rectangular y la torre.

La torre es de planta hexagonal alargada y consta de dos pisos: el inferior, al que se le da el nombre de Sala de la Campana de Huesca, se organiza en un tramo central cubierto con crucería y dos ábsides contrapuestos; el superior tiene el ábside E articulado por una arquería ciega sobre capiteles historiados, mientras que en el lado O se ha eliminado el ábside.
La sala rectangular, adosada al sur de la torre, cubre con tres tramos de bóveda de cañón con lunetos. Fue modificada en el siglo XVII para adaptar el espacio a necesidades de la Universidad. El acceso a la torre se realiza desde esta estancia por medio de arco de medio punto a la cámara baja y por escalera volada a la alta.

Con la construcción de la Universidad en el patio precedente al Palacio Real, estos edificios quedaron incorporados como dependencias de aquélla. El conjunto pasó a ser la sede de la Universidad de Huesca, una de las más antiguas de España, fundada en 1354 con el nombre de Universidad Sertoriana, rememorando los estudios que en época romana impulsó Quinto Sertorio.

La construcción es de sillería y ladrillo. Su planta es octogonal, con forma de claustro en torno a un patio interior descubierto. Sus crujías se abren en arquerías de arcos carpanel de ladrillo que apoyan en treinta y dos columnas toscanas. A partir de este patio, dispuestas de forma radial, se distribuyen las salas del museo, antiguas aulas de la Universidad.

La fachada se desarrolla en dos plantas, siendo la inferior un zócalo de sillares, y la superior de ladrillo. El ingreso es en arco adintelado y está enmarcado por pilastras que sostienen un frontón partido donde se aloja un balcón, también rematado por otro frontón curvo partido con el escudo de la Universidad. La decoración, concentrada en torno a la portada, se completa con dos elementos simétricos a ambos lados del balcón a modo de espejos rodeados de róleos.

En 1845 la Universidad dejó paso a un Instituto de Enseñanza Secundaria, y en los años 60 del siglo XX se instaló el Museo de Huesca.

El Museo de Huesca está ubicado en el edificio de la antigua Universidad Sertoriana, adosado a lo que se conserva del Palacio de los Reyes de Aragón. Ambos inmuebles constituyen su sede y son además edificios de gran interés histórico y arquitectónico.

El Palacio de los Reyes de Aragón es un magnífico ejemplo del románico civil de finales del siglo XII y se podrían destacar de entre sus estancias las conocidas con los nombres de “Sala de la Campana”, “Salón del Trono” y “Sala de doña Petronila”. La Universidad Sertoriana, de planta octogonal y con un espléndido patio central porticado, es uno de los máximos exponentes de la arquitectura civil barroca que data de 1690.