Enclavado en la Delegación Iztapalapa, este convento de estilo renacentista está considerado una joya arquitectónica. Sobria construcción de dos niveles realizada con basalto volcánico, se edificó en 1562 como centro evangelizador a cargo de los frailes agustinos. Su ubicación era privilegiada: la ladera poniente del Cerro de la Estrella (Huizachtépetl) y la ribera norte del lago de Chalco-Xochimilco, donde se asentaba el antiguo pueblo de Culhuacán, habitado, según evidencias arqueológicas, desde los años 600 y 800.

El área total del monumento histórico es de 10,631 m². El edificio está conformado por corredores con frescos que reflejan la maestría de los antiguos tlacuilos o pintores culhuacanos. La mayor parte, en magnífico estado de conservación, muestra escenas de la vida de Cristo, personajes de la orden agustina y de otras órdenes, y pasajes de la vida de algunos santos. El convento funcionó como tal hasta 1756, cuando la Corona española restó poder a las órdenes religiosas. Se convirtió así en casa parroquial y, con el tiempo, en cuartel zapatista y sede de mayordomía, entre otros usos. Tras su abandono, sufrió un serio deterioro hasta que, en 1944, fue declarado monumento histórico, momento en que el INAH comenzó su restauración. En 1985 se decidió conformar el museo, cuyo acervo incluye objetos originales de los periodos prehispánico y virreinal.

Una década después, se abrieron al público las primeras cuatro salas de exposición permanente, donde se habla del señorío de Culhuacán y el medio lacustre, la herencia tolteca, el dominio mexica, su importancia como centro religioso y la primera época del Virreinato.

En 2003 se acondicionaron dos celdas del claustro alto (pasillo norte) para recrear los aposentos de los agustinos y alojar una exposición fotográfica sobre las etapas de restauración del inmueble. A unos metros de este monumento, se conservan vestigios del primer molino de papel de Latinoamérica, el cual se mandó a construir debido a que la escasez de papel retrasaba la impresión de los libros religiosos para evangelizar a los pueblos indígenas.