博物館建于1991年7月1日，現(xiàn)有鯨類、魚類、貝類、海藻類、蝦蟹類、棘皮動物、腔腸動物以及其它水生動物等9間陳列室，共陳列水生生物標本近3000千種。這些標本按分類系統(tǒng)陳列，整齊美觀，既有科學性和學術性， 以富知識性和趣味性，具有 較高的教學、科研和觀賞價值，也是進行科普教育的軒地。 為了紀念海洋科學前輩 張璽教授，1997年2月增設了張璽教授紀念廳。
在貝類陳列室陳列了貝類標本近千種，有形態(tài)奇特、色彩艷麗的寶貝、芋螺、玉螺、榧螺、豎琴螺、骨螺、扇貝、日月貝、珍珠貝、海菊蛤、銼蛤、鸚鵡螺和船蛸等。有采自西沙、南沙群島的大硨磲、唐冠螺、水字螺、蜘蛛螺，有黃、渤海產(chǎn)的紫石房蛤、沙海螂、大沽海筍、皺紋盤鮑和香螺，有支南滇池的螺、洞庭湖的蚌類，這些貝 類都惹人喜愛，使參觀者流連忘返。許多貝類是人們所喜歡的食品，如田螺、泥蚶、 貽貝、牡蠣、蛤仔、烏賊、章魚等。在海味中，鮑魚、江珧、西施舌等都是名貴的珍 品。不少貝類可做醫(yī)藥材料，例如鮑殼在中藥里稱石決明，烏賊的內(nèi)殼稱海螵蛸，用珍珠貝的殼可制成珍珠粉，從蛤 、牡蠣、烏賊中可提取抗病癥和抑制腫瘤的藥物。有許多貝類可做農(nóng)肥和飼料，或用來燒殼灰供建筑用。但是也有少數(shù)貝類對人類有害，如淡蛆、海筍能鑿石，對港灣建筑物和木船等危害很大。藻類為低等植物，因它進行孢子繁殖，一般稱它為孢子植物，在海洋底棲的大型藻類又通稱為底棲海藻，有似牡丹花的蠣菜，有呈喇叭狀的喇叭藻，有分枝成金字塔形的羽毛藻等，不勝枚舉。海藻有鮮艷美麗的色彩，如呈紫紅色的蜈蚣藻、紅毛藻、紫菜、粉枝藻、海蘿，有綠色的礁膜、石莼、滸苔等。有些海藻可凈化水質(zhì)，充作海洋動物的飼料。有些海藻如紫菜、海帶、裙帶菜、麒鱗菜、滸苔等，是人們喜愛的食品。海藻含有豐富的防治甲狀腺腫大，鷓鴣菜為驅(qū)除蛔蟲的良藥，馬列尾藻可用于消癭散腫、如瓊脂、卡拉膠、褐藻膠等，可作食品店品、醫(yī)藥、化妝器、紡織、油漆、釀酒等工業(yè)原料。
蝦和蟹同屬于節(jié)肢動物門甲殼綱十足目，絕大多數(shù)生活在海洋，少數(shù)棲息在淡水和陸地，它們是重要的養(yǎng)殖和捕撈對象。在陳列室400余種蝦蟹中，有對蝦 、新對蝦、鷹爪蝦、仿對蝦、毛蝦、青蝦、米蝦、扇蝦、扁蝦、螯蝦、喇蛄、螻蛄、梭子蟹、青蟹、蜘蛛蟹、饅頭蟹、關公蟹、黎明蟹以及與蝦近似的甲殼類如蝦蛄等。引人注目的錦繡龍蝦，體長60厘米，重4公斤，堪稱蝦蟹類的“巨人”。而小型的鼓蝦，體長還不到10毫米。蝦蟹類有共棲現(xiàn)象，如水母蝦成群隱藏在水母傘下口腕之間，豆蟹經(jīng)常與水母、?？⒑＞d、牡蠣等共棲。在蝦蟹的身上都有鮮艷的色彩，這是由于它們甲殼下面的真皮層中，散布著紅、黃、藍、綠、棕、白、黑等種種色素細胞的緣故，不同的色素顆料在色素細胞中擴散與集中，它們身體就呈現(xiàn)不同的色彩。
魚類自古就是人們喜好的水產(chǎn)品。本館擁有900多種魚類標本，采自全國沿海和內(nèi)陸水域，其中包括鮮明艷麗的珊瑚礁魚類，如蝴蝶魚、鯡鯉、裸胸鱔、鰃、天竺鯛、笛鯛等。有能發(fā)電的電鰩；燕鰩會躍出水面，伸展胸鰭在空中滑翔；彈涂魚善于跳躍。年產(chǎn)量居海水魚類之冠的帶魚，它白天下降到深層，夜間上升近表層。鮣魚在頭部有吸盤，能吸于大型鯊魚、海獸或船底，遨游于世界各海洋。海龍體型細長如龍，海馬吻長似馬。鰈與鰨的兩只眼長在頭的右側(cè)，鲆與舌鰨一對眼睛卻生在左側(cè)。更有披甲的箱鲀他和帶刺的刺鲀，雄糾糾像個勇士。淡水產(chǎn)的青魚、草魚、鰱魚、鳙魚、鯉魚、鯽魚、鳊魚、鯪魚是我國傳統(tǒng)的飼養(yǎng)魚，鱸魚、石斑魚、鯛類是近年來發(fā)展養(yǎng)殖的海水魚。
博物館還陳列了來自我國西沙、中沙和南沙群島的瑚珊，全國沿海的海星、海膽、海鰓、?？?、海綿、海鞘、沙蠶、星蟲和淡水產(chǎn)的蛙類、龜鱉類等。有些是珍稀的水生生物，如中華鱘、白鱘、線銀鮫、胭脂魚、錦繡龍蝦、大珠母貝、同心蛤、鸚鵡螺、白氏文昌魚、崇安髭蟾、大鯢、寬吻海豚非洲鱷和傘藻等，還有兩個頭的鯊魚怪胎。另有來自美洲的紅鮑、綠鮑、巨藻，越南的黃喉水龜，日本的蝦夷扇貝、海鞘，南極的豐年蟲、燐蝦，菲律賓、泰國和印度尼西亞的貝類等。
博物館自成立以來，先后接待了東歐、北美、澳洲、非洲、日本和東南亞各國及國內(nèi)的專家、學者、學生和廣大群眾參觀，為學術交流和普及水生生物知識發(fā)揮了重要的作用。
