Il museo è ospitato in Villa Molaroni, una villa liberty in proprietà al Comune di Pesaro, già appartenuta alla famiglia Molaroni, da cui prende appunto il nome.

Nato nel 1988 grazie all'impegno e alla passione del professore in pensione Washington Patrignani, studioso di tecnica navale e storia navale, il Museo del Mare accoglie gli oggetti dei pescatori e numerose altre testimonianze della vita di mare, raccolte nel corso degli anni proprio dal professor Patrignani allo scopo di creare un museo dedicato alla civiltà marinara.

L'itinerario di visita del museo sviluppa alcune scelte tematiche in base a cui sono stati divisi gli spazi espositivi :
- Pesaro. Barche e marinai  (ingresso, scala e corridoio centrale)
- L'antichità ( gli approdi antichi, la nave di Novilara)
- I traffici marittimi e le navi del Quattrocento
- Visioni pittoriche del porto di Pesaro fra XVII E XVIII secolo
- Simboli e ornamenti sulle imbarcazioni tradizionali