博物馆建于1991年7月1日，现有鲸类、鱼类、贝类、海藻类、虾蟹类、棘皮动物、腔肠动物以及其它水生动物等9间陈列室，共陈列水生生物标本近3000千种。这些标本按分类系统陈列，整齐美观，既有科学性和学术性， 以富知识性和趣味性，具有 较高的教学、科研和观赏价值，也是进行科普教育的轩地。主楼的二层展示厅设有鲸类陈列室、鱼类陈列室、多媒体室和“朱元鼎教授纪念厅”。三层展示厅设有贝类陈列室、虾蟹类陈列室和“张玺教授纪念厅”。四层展示厅设有海藻陈列室、红树陈列室、龟鳖类和两栖类陈列室以及腔肠、环节、棘皮动物陈列室，并有“曾呈奎院士纪念厅”及海洋生物图文室。主楼的顶层和底层，分别用作分类实验室和标本制作室、储藏室。在各层的主厅，布置以大型、美观、珍稀的品种为主；侧边的陈列室，标本则按各门类的分类系统顺序而陈列。尽量使陈品做到科学性、知识性和趣味性相结合。
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