Le Cisterne Romane, dette anche "piscine epuratorie", situate sotto gli edifici che occupano il lato est di Piazza del Popolo, costituiscono un unicum all'interno del territorio marchigiano. Le Cisterne Romane, forse costruite su volontà di Cesare Ottaviano Augusto nel I sec.d.C., testimoniano la grande maestria e abilità costruttiva dei romani ed il rilevante ruolo dell'antica Firmum. Infatti, la necessità di un congruo approvvigionamento idrico rese indispensabile costruire un ingegnoso sistema di captazione, incameramento e ridistribuzione razionale delle acque. Le Cisterne svolgevano, quindi, l'importante funzione di serbatoio d'acqua potabile, non solo per l'approvvigionamento dei fermani ma anche per quello degli equipaggiamenti navali. La struttura si articola in trenta sale voltate che occupano una superficie complessiva di circa 2.200 metri quadri.

Altre due piccole camere ora non visibili si trovano sulla collina del Girfalco, nei pressi dell'abside del Duomo, probabilmente costruite per la raccolta dell'acqua a servizio dell'antico tempio dedicato a Giove Optimo Maximo.