Στο κτήριο Μετζιτέ Τζαμί, οθωμανικό τέμενος που χρονολογείται στο δεύτερο μισό του 19^ου αι. στεγάζεται το Βυζαντινό Μουσείο. Αν και οι εργασίες αναστήλωσης του κτηρίου καθυστέρησαν, το 2010 εντέλει άνοιξε ελπιδοφόρα τις πύλες του. Έτσι η Χίος απέκτησε έναν ακόμη μουσειακό χώρο που παρουσιάζει τα κρίσιμα ιστορικά χρόνια του νησιού.
Τα εκθέματα του μουσείου καλύπτουν το διάστημα από την παλαιοχριστιανική εποχή ως τα νεώτερα χρόνια. Λίθινα αντικείμενα Γενουατοκρατίας, τοιχογραφίες, κανόνια σιδερένια ή ορειχάλκινα του 17^ου αι. (στον προαύλιο χώρο), γλυπτά και επιγραφές είναι λίγα μόνο από τα ευρήματα που φιλοξενούνται. Από τις τοιχογραφίες, εκείνη που απεικονίζει το θαύμα του Αγίου Νικολάου, έργο του καλλιτέχνη Μιχάλη Χοματζά (1734), αξίζει ιδιαίτερης μνείας. Υπερήφανους όμως κάνει τους αρμόδιους και η ‘Σφαγή της Χίου’ του Ευγένιου Ντελακρουά, πιστό αντίγραφο του πίνακα, που συμπεριλαμβάνεται στην ευρεία συλλογή.