Die Schatzkammer, die seit dem Bau der Kathedrale im 13. Jahrhundert besteht, befindet sich zwischen der Apsis und dem Südturm des Chors und diente der Aufbewahrung der kostbarsten Reliquien und Gegenstände für Andacht und Gottesdienst. Die Schatzkammer von Toul veränderte sich im Laufe der Zeit entsprechend den finanziellen Bedürfnissen des Domkapitels. Während der Französischen Revolution wurde sie fast vollständig zerstört und zum Einschmelzen nach Metz gebracht. Lediglich die Reliquie des Heiligen Nagels und ihr Reliquiar konnten gerettet werden. Im Jahr 2021 wurde der Raum seiner ursprünglichen Bestimmung zurückgegeben und beherbergt nun wieder Objekte verschiedener Herkunft: Einige gehören zur Kathedrale, andere sind Leihgaben von Kirchen und Museen aus der Region Toul.