Il museo, nato nel 1980 per iniziativa del comandante Flavio Serafini, si articola in 14 sezioni che custodiscono un prezioso patrimonio di testimonianze delle tradizioni marinare liguri e nazionali dal XVIII al XX secolo. Vi si trovano una ricca collezione di strumenti di bordo, materiali e attrezzi relativi alla tradizione cantieristica in legno e ai suoi uomini, dipinti marinari, ex-voto, uniformi. Notevole è l'aspetto modellistico, mercantile e militare, arricchito da diorami e dai modelli di Léon Perret, artista e modellista, vissuto tra XIX e XX secolo, al quale è dedicata una sala. Particolare risalto viene dato a materiali e cimeli riguardanti la navigazione velica oceanica e all'impresa più bramata dai navigatori: il doppiaggio di Capo Horn.

Tra gli strumenti esposti, sono da segnalare alcuni cimeli legati alla letteratura e al viaggio quali la bussola del veliero Narcissus su cui fu imbarcato Joseph Conrad, che ad esso dedicò il romanzo "The nigger of the Narcissus", il sestante tascabile di Giacomo Bove, oggetti personali, indumenti polari, diari, documenti di bordo, della "Tenda Rossa" dove trovarono rifugio i membri della sfortunata spedizione polare del Dirigibile "Italia". Una sezione è dedicata ai mezzi e agli strumenti della ricerca archeologica sottomarina e alla palombaristica.

La visita è arricchita da un allestimento multimediale e da un percorso di postazioni didattiche, che garantiscono un'esperienza in prima persona, con simulazioni di navigazione e quattro percorsi tematici: Il lavoro sul mare, Il viaggio per mare, La guerra sul mare, Il mare come evasione.