วิหารเขียนตั้งอยู่ทางทิศเหนือของวิหารพระทรงม้าและพระบรมธาตุ โดยอยู่ในแนวทิศเหนือ - ใต้เดียวกัน มีหลังคาจั่วร่วมกับวิหารพระทรงม้า มีขนาดกว้าง 12 เมตร ยาว 25 เมตร และสูง 11.75 เมตร  มีอายุการสร้างที่คาดว่าจะอยู่ในราวพุทธศตวรรษที่ 18 จากข้อมูลการขุดค้นทางโบราณคดีที่ฐานรากของวิหารนี้ กำหนดอายุด้วยวิธี TL อยู่ที่ พ.ศ. 1736 - 1808, 1739 -1811 และ 1741 - 1813 ซึ่งบ่งชี้ว่า วิหารนี้น่าจะสร้างขึ้นในช่วงเวลาเดียวกับการบูรณะพระบรมธาตุเจดีย์ในพุทธศตวรรษที่ 18

          เชื่อกันว่าวิหารนี้เคยเป็นวิหารที่มีเสาแต่ไม่มีผนัง โดยเปิดรับลม และเคยทำหน้าที่เป็นสถานที่สำหรับเรียนวรรณกรรมและการเขียนตำราและพระคัมภีร์ทางพุทธศาสนาบนกระดาษข่อยและใบลานในสมัยอยุธยา ดังนั้นวิหารนี้จึงเป็นศูนย์กลางการศึกษาของวัด มีหน้าที่ส่งเสริม อนุรักษ์ และเผยแผ่พุทธศาสนาในคาบสมุทรภาคใต้ของไทย ปัจจุบันผนังของอาคารน่าจะเป็นผลมาจากการบูรณะครั้งใหญ่ในสมัยสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถแห่งกรุงศรีอยุธยาในช่วงกลางพุทธศตวรรษที่ 18

ใน พ.ศ. 2446 วิหารเขียนได้รับการปรับเปลี่ยนให้เป็นพิพิธภัณฑ์ของวัดเพื่อเก็บรักษาวัตถุมงคลและศิลปวัตถุหลายชนิด ภายในพิพิธภัณฑ์แห่งนี้มีศิลปวัตถุสำคัญนับร้อยชิ้น เช่น ดอกไม้และต้นไม้ทำจากเงินและทอง รวมถึงเครื่องประดับเงินและทองหลากหลายประเภท เช่น แหวน สร้อยคอ กำไลข้อมือ  กำไลแขน ปิ่นปักผม ตุ้มหู และเข็มขัด นอกจากนี้ยังมีพระพิมพ์ กริช งานสลักจากงาช้าง เสาธง เสาหงส์ เจดีย์จำลอง ศาลาจำลอง เรือสำเภาจำลอง รวงข้าว คันไถ เชี่ยนหมาก ตะบันหมาก และพระพุทธรูปประดับอัญมณี สิ่งที่โดดเด่นในหมู่พระพุทธรูปเหล่านี้ ได้แก่ พระพุทธรูปปางห้ามสมุทรทำจากเงิน  และอัญมณี และพระพุทธรูปทองคำถือบาตร วัดพระมหาธาตุมีพิพิธภัณฑ์ที่มีความโดดเด่นอย่างยิ่ง   ตั้งอยู่ในวิหารเขียน วิหารโพธิ์ลังกา และอาคารส่วนขยายจากระเบียงคดด้านเหนือ ซึ่งเปิดให้ประชาชน เข้าชมฟรี พิพิธภัณฑ์แห่งนี้เก็บรักษาศิลปวัตถุและโบราณวัตถุจำนวนมากถึง 32,656 รายการ โดยมีงานศิลปะ 84 ชิ้น ที่ได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นสมบัติของชาติและประกาศในราชกิจจานุเบกษา รวมทั้งได้รับการคุ้มครองจากรัฐบาล วัตถุมีค่าเหล่านี้ที่ได้รับบริจาคจากเชื้อพระวงศ์และประชาชนทั่วไป เป็นหลักฐานแห่งความศรัทธา วิถีปฏิบัติในการทำกุศลทาน และความเชื่อมโยงทางจิตวิญญาณที่มั่นคงระหว่างอารามแห่งนี้และประชาชน