国家海洋博物馆座落于天津滨海新区中新天津生态城，项目占地面积15万平方米，场馆总建筑面积8万平方米。
国家海洋博物馆主体三层，局部四层，展厅面积共计2.3万平方米，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。
作为一座具有中国特色、能体现国家海洋文化标志的大型综合性、永久性海洋博物馆，国家海洋博物馆外观已经全部建设完成。
目前正在进行内部展品的最后收尾和灯光调试，预计将于今年年内正式开馆，与广大市民见面！未来开馆后，国家海洋博物馆将实行观众免费进场参观。
海上对外交流展区
以海上对外交流为主题，展示复原宋元福船，以及相关的航海船舶数据及航海科技，通过大型展区陈列，互动体验，公共艺术设计，及文物陈列等形式，展现古代人们利用海洋技术及海洋装备，与南屿岛国及沿线国家进行文化和贸易的交流。
远古海洋展厅
包括洪荒海洋——前寒武纪海洋、生命海洋——古生代海洋、龙海沧桑——中生代海洋、新生海洋——新生代海洋四个部分内容，是目前国内展品较全、面积最大的古海洋专题展厅。
展览从地球的形成引出海洋是怎样形成的思考，通过对海洋的认知，认识到生命最早起源于海洋，引申出对生命形成的探索，通过地质年代表揭示地质年代与生命进化的关系，最后说明地球海洋的变化一刻也不会停止，现代海洋世界等待观众去探索和发现。
今日海洋展厅
包括本底海洋、生命海洋、海洋环境与可持续发展3大部分，共展出标本5000余件，整个展厅将陈列许多令人叹为观止的精美标本。
有长达9. 4米的鲸鲨，7-8米的白鲸等，极其罕见的怀孕双髻鲨塑化标本，海底滑翔机——蝠鲼、大王乌贼以及300余种五彩斑斓的鱼类，100多种海生鸟类，还有目前世界上最完整的一套中国海域无脊椎动物标本，其品类多达4600余种，展览面积超过30平方米。
大海星辰展厅
包括星汉灿烂、日月之行、遨游太阳系、星海漫游、星际大航海时代、超越目力6个部分。
广阔与神秘是大海和星空共同的特点，本展厅以海洋为主线，向观众展示人们在探索海洋过程中的天文学发现与发明。
龙的时代——海洋爬行动物展
包括科学与传说，陆地、海洋和天空，“龙”的时代三个主要展示内容，展厅面积1000平方米。
展览以海洋是生命的摇篮为主题，讲述地球生命起源于海洋，自诞生那一刻起就开始努力摆脱水环境，踏上征服陆地的旅程，富于戏剧性的是，它们历经千辛万苦征服陆地后，不久便大规模地重返海洋，最终这一幕在6500万年以前戛然而止，绝大多数海洋爬行动物和陆地上的恐龙一起灭绝了，成为这地球生命演化史上最为波澜壮阔的一幕。
航海发现之旅展厅
包括序厅、达尔文的环球考察、探秘大洋洲、冰冻荒原、非洲之旅、深入新大陆、奇境欧亚7个板块。
展览以演化是物种形成理论为科学依据，以人类的航海大发现为故事基础，形成一条海洋生态与陆生动物有机结合的故事线，以海洋对地理环境物种分布造成的影响为自然线索，以航海探险科学发现为人文线索，让观众跟随科学家勇敢的脚步探索各大洲，感受波澜壮阔的航海时代，开启一段精彩的航海发现之旅。
其他特色展区
参观完人文与自然几个展区，观众可以继续参观其他特色展区，包括海洋互动展区、“穿越极地”展、海洋科普教育区、高端合作展览——海上丝绸之路主题展览、海洋活体展区。
海洋互动展区“欢乐海洋”主题空间划分为热带海洋、温带海洋、极地海洋三个环境分区，以及相应的过渡区域，是由轻松有趣的海洋科普体验项目与舒适灵活的休息区域共同构成的复合功能空间。三个主要分区特色鲜明又相互联系，特别能激发孩子们的兴趣，又非常便于理解和展开想象。
“穿越极地”展将以“生命与环境、探索与发现、极地与人类”作为主题词，力图表现极地多姿多彩的生命，揭示极地与全球气候变化之间的关系,弘扬科学家勇攀科学高峰的精神。
整个展览分为“极地生命”、“科考基地”、“极地生存大挑战”“极地生命"三个主题区，主要以极地动物对环境的适应为主线,设置南北极两个抽象化的场景,场景周围设计若干小型互动展项展示极地生命的生存智慧,让公众对极地环境有大致的了解。
“科考基地”以基地步入式场景体验的形式,结合小型互动展项让观众了解最新的科学研究成果,同时通过周围大型互动展项了解和模拟科考人员的工作方式。
“极地生存大挑战”则结合教育活动,旨在让观众意识到极地环境的恶劣,以及科考人员工作环境的艰苦,同时结合各种互动增加展区的互动性和趣味性。
海洋科普教育区有4个科普教室，一个三角形开放教室和一个宽大开放活动厅组成，教育区的主要服务对象是学龄儿童，主要承担青少年海洋科普教育主题活动，注重参与性，寓教于乐，增强亲海、识海、护海意识。
高端合作展览——“海上丝绸”之路主题展览是为了落实国家“一带一路”倡议，构建人类命运共同体，由国家海洋博物馆、中国文物报社联合海上丝路沿线省市相关博物馆共同推出的通海扬帆、东西汇流海上丝绸之路主题展览。
海洋生态展区包括活体珊瑚生态展、活体鱼类展、活体水母展三个展厅，该展厅将与专业公司进行合作展览，采用由馆方管理，专业公司饲养的方式。
作为我国唯一的国家级人文与自然为主题的综合性海洋博物馆，海博智慧博物馆将实现智慧服务全空间、全流程的覆盖，让智慧化无处不在，互通互联，让海博展览“永不落幕”。
