国家海洋博物馆共设六大展区，15个展厅，包括中华海洋人文展区、海洋自然展区、海洋互动展区、海洋科普教育区、海洋生态展区、高端合作展览及临时展览区，同时设有博物馆商店、餐厅、咖啡厅、影院等公共服务设施。

位于天津市滨海新区的国家海洋博物馆是我国唯一国家级综合性海洋博物馆，是具有中国特色、体现国家海洋文化标志的大型综合性永久性海洋博物馆。