Situata proprio di fronte alla Cattedrale di San Nicola, la Chiesa di San Michele fu eretta tra il 1708 e il 1717, come attestato dallo stemma austriaco con aquila bicipite e il motto «quis ut Deus» posto nella navata.
Sorta sull'area di un precedente edificio intitolato a San Gavino, la chiesa è strettamente legata alla confraternita dei Bainzini, istituita nel 1616 in onore dei Martiri Turritani (Gavino, Proto e Gianuario). L’interno, a navata unica con volta a botte, custodisce nella prima cappella a sinistra un retablo ligneo che raffigura San Michele e i tre Martiri.
Da qui si accede a una cripta a corridoio del XVII secolo che, ispirandosi alla Basilica di San Gavino a Porto Torres, attraversa l'intera lunghezza dell'edificio. Oggi la struttura è parte integrante del polo museale cittadino, ospitando la quadreria e le sezioni dedicate all'archeologia e alla pietà popolare del Museo Diocesano.
