Samostan Male braće poznat je po svom klaustru (claustrum – samostansko dvorište). To iznimno skladno zdanje, napravljeno po uzoru na dvorišta rimskih kuća, sagradio je u prvoj polovici 14. stoljeća Miho Brajkov iz Bara (+1348.). Dvorište se sastoji od pokrivenog dijela i otvorenog ukrasnog vrta.
Uobičajeno je da u samostanskim klaustrima stupovi završavaju ukrašenim kapitelima, a u ovom kao i u nekim drugim rijetkim sličnim dvorištima dva stupa nose jedan kapitel. Broj dvostrukih stupova je 60, a pojedinačno ih je 120. Označavamo ih od jugoistočnog kuta, od pilona na kojem se nalazi nadgrobni natpis glavnog graditelja klaustra, u smjeru kazaljke na satu (tako su postavljenje i freske o životu sv. Franje, koje se nalaze u 18 luneta svodova klaustra). Pilone brojimo od 1 do 12, a dvostruke stupove od 1 do 60, pri čemu brojevi dvostrukih stupova ujedno označavaju i kapitele na njima, kao i stope ispod dvostrukih stupova.
Nadsvođeni dio klaustra, četverokrilnu terasu, sa strana ukrasnog vrta podupire dakle 12 pilona. K tome na svakoj strani nosivu konstrukciju gornje šetnice podupire i po 15 kamenih vitkih dvostrukih stupova. Kamenom zidane plohe prema vrtu rastvorene su okruglim otvorima (rozetama), na svakoj strani po jedna velika i dvije manje, što znači da ih je ukupno dvanaest, a brojčano ih označavamo po istom ključu kao stupove i kapitele. Prostor između svaka dva pilona prema otvorenom dvorištu čini segment, takozvana „heksafora“, niz od šest lukova i pet dvostrukih stupova. Na svakoj strani su po tri, a ukupno ih je 12.
Okolni trjemovi podijeljeni su u četiri dijela i oblikuju kvadratni prostor. Središnji dio otvorenog dvorišta klaustra podijeljen je na dvije površine zasađene ukrasnim zelenilom, a između njih je šetnica, kamenom popločani prolaz, s ugrađenim kamenim klupama za odmor s istočne i zapadne strane. Na južnoj strani, u sredini šetnice, nalazi se fontana napravljena u drugoj četvrtini 15. stoljeća. Fontanu je izradio Petar Martinov iz Milana.
Na prvom pilonu ugrađena je nadgrobna ploča graditelja klaustra, koji je sebi u klaustru rezervirao vječno počivalište. Na ploči je natpis u gotici, po sudu stručnjaka najstariji natpis u klaustru, koji glasi: „+ S (epulchra) DE. MGISTER.MICHA.PETRAR DANTIVARQUI FECIT CLAUSTRUM CUMOMNIBU(us) SUIS“ (Grob majstora Miha, klesara iz Bara koji je napravio klaustar sa svima svojima). Godina na ploči nije upisana, jer je Miho očito još za života rezervirao grob.
Kameni kapiteli, koji nose teret malih lukova i time uglavnom težinu zidova oko vrta klaustra, puni su antropomorfnih, vegetabilnih i zoomorfnih ornamenata. Na njima su uklesani prikazi različitih životinja, mitoloških bića, ljudskih glava, kao i mnogo cvjetnih motiva u reljefu.
Još u 15. stoljeću o klaustru je pisao Filip de Diversis, talijanski učitelj koji je u Dubrovniku živio i radio deset godina, a 1440. izdao knjigu Situs aedificiorum, politiae et laudabilium consuetudinum inclitae civitatis Ragusii (Opis zdanja, vladavine i hvalevrijednih običaja slavnoga grada Dubrovnika). Također je austrijski inženjer Rudolf Eitelberger u Beču 1861. tiskao knjigu Die mittelalterlichen Kunstdenkmale Dalmatiens in Arbe, Zara, Trau, Spalato und Ragusa (Srednjovjekovni spomenici Dalmacije u Rabu, Zadru, Trogiru, Splitu i Dubrovniku), u kojoj je između ostalog opisao bogatu ornamentiku klaustra Male braće.
Po raznolikosti ukrasnih motiva, franjevački klaustar je po sudu mnogih najzanimljiviji srednjovjekovni spomenik u Dubrovniku, kao i najznačajnije djelo u prijelaznom romaničko-gotičkom stilu. Cvito Fisković ubrojio ga je, u tom smislu, među spomenike kao što su Radovanov portal na trogirskoj katedrali, ciborij kotorske katedrale i skulpture na zvoniku splitske stolne crkve. Uostalom kriteriji po kojima je Dubrovnik još 1979. dospio na UNESCO-ov popis svjetske kulturne baštine, a to su: remek djelo ljudskog stvaralaštva, jedinstvena živa kulturna tradicija, i izvrstan primjer arhitekture, mogu se takoreći opipljivo čitati u klaustru Male braće.
Kako vrijedan je ovaj dio franjevačkog kompleksa svjedoči činjenica da se u Gliptoteci Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti u Zagrebu, u zbirci sadrenih odljeva fragmenata s nepokretnih spomenika hrvatske kulturne baštine od IX. do XV. stoljeća (zgrada 2, prizemlje, dvorana III, HZ-511; HZ-512 i HZ-653) nalaze sadreni odljevi u naravnoj veličini dva oveća segmenta iz ovog spomenika kulture, upisanog u Registar kulturnih dobara Republike Hrvatske kao nepokretno kulturno dobro, pod brojem Z-3818, u sklopu povijesne cjeline grada Dubrovnika i njegove neposredne okolice.
Klaustar je prema sačuvanim pisanim podacima više puta obnavljan. Posljednja njegova temeljita obnova, nakon što je uvelike oštećen u domovinskom ratu 1991., obavljena je od 2007. do 2013.