国家海洋博物馆，它结束了中国没有一座与海洋大国地位相匹配的综合性国家海洋博物馆的历史。博物馆建筑主体3层局部4层，陈列展览内容围绕“海洋与人类”主题展开，分为“海洋人文”、“海洋自然”、“海洋生态”三大版块，同时设有博物馆商店、餐厅、咖啡厅、影院等公共服务设施。国家级海洋博物馆，她不是海洋技术博物馆，也不是海洋生物博物馆，而是海洋文化、海洋文明的博物馆，如果说故宫是中华民族陆地文明的代表性博物馆，那么，国家海洋博物馆则是中华民族海洋文明的代表性博物馆，兵马俑之于西安，故宫之于北京，海洋博物馆之于天津，从西向东，勾勒出中华文明2000多年来陆地黄色文明和海洋蓝色文明交相辉映的人文景象。
远古海洋展厅以地质年代为轴，通过展览叠层石、三叶虫、鹦鹉螺、菊石、鱼龙等1158件化石标本，讲述了46亿年以来地球、海洋和生命的演化故事。
采集自中国天津蓟县的叠层石，它是地球出现氧气这一过程的见证。最早产生氧气的生物，主要是一种叫做蓝细菌的低等原核生物。蓝细菌的光合作用吸附周围的碎屑颗粒，留下一层层的矿物质沉积，以每年一毫米的速度逐渐积累成了叠层石。
展线左边的一个展板，讲述了新元古代雪球地球事件。震旦纪大冰期时代整个地球处于平均气温零下30至40度的环境之中，生命在火山口等适宜生命繁衍生息的地带继续生存了下来。同时，在火山爆发等活动的持续引导下，地球逐渐回温，大冰期结束。
龙的时代展厅通过展览鱼龙、翼龙化石及霸王龙化石模型揭示海洋是生命的摇篮这一主题。
鱼龙不是恐龙，是一种最为特化的大型海栖爬行动物。鱼龙有着流线型的体型和桨状四肢，外型与鱼、海豚相似，所以被命名为鱼龙。它的身体呈纺锤形，外形似鱼，四肢鳍化，尾鳍上叶短，下叶长，颈极短，眼大，吻突出较长，牙齿尖锐，这些形态上的特征表明鱼龙类已完全适应了海洋中的生活，并且它们生活在中生代海洋中的各个角落。
幻龙的体型细长，头骨小而扁平，颈部和四肢较长，眼孔小于颞孔，长的颌骨边缘有为数众多的尖利的牙齿。混鱼龙是一种中小型鱼龙，眼孔大而圆，吻部尖而长，与其他的鱼龙一样，盘县混鱼龙颈部也很短。
今日海洋展厅展示了本底海洋、生命海洋、海洋环境与可持续发展3大部分知识，整个展厅5000余件精美标本令人赞叹，有长达9.4米的鲸鲨标本，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、品类较全的一套中国海域无脊椎动物标本。
由陆到海的过渡地带我们称之为海岸带。海岸带通常分为潮上带，潮间带和潮下带。在右边的展柜中，您看到的就是生活在不同区域的海洋生物。潮上带是经常暴露于海水面之上，仅在特大潮或暴风浪时才被海水淹没的陆上地带，如海蚀崖、滩肩或沿岸沙堤及海岸沙丘等。玉黍螺类、沙蟹、变形蟹、滨螺等常栖息于此。
大王乌贼是世界上第二大软体动物，此展品是国内一件大王乌贼塑化标本，是馆内重要展品之一。捞于太平洋，长约8.3米。大王乌贼属软体动物门头足纲，生活在深海中，幼年大王乌贼可达8~10米，成年大王乌贼可达20米。大王乌贼的体表有丰富的色素细胞，色素细胞的收缩和膨胀能使大王乌贼变化体表颜色，适应周围的环境，同时躲避天敌。
发现之旅展厅展现了随着大航海时代的兴起，世界从分散走向整体。勇敢的探险家克服了种种困难让地球的全貌逐渐展现在世人面前。
加拉帕戈斯群岛上的地雀共有14种，分布在13个岛屿上，每个岛屿分别有其中的3—10种，它们形态上大同小异，主要是喙差别较大，但都与南美大陆种类相似。达尔文后来进一步地研究认为，这些鸟类原来来自南美大陆，由于不同的地理环境和自然选择的作用，逐渐分化发展成为不同的物种。观察到地雀的奇怪现象，使达尔文联想到这里所有动物与南美大陆上的动物的差别，后来达尔文提出了自然选择的生物进化理论。
周二到周五：9:00-17:00
周六、周日：9:00-18:00
法定节假日：9:00-19:00
每日闭馆时间提前30分钟停止入馆。
1、乘坐生态城公交3、4号线至海博馆站。
2、乘坐滨海公交972路、947路海博馆专线至海洋博物馆公交站。
3、乘坐地铁9号线达到东海路站换乘滨海公交127路到中生大道站换乘生态城公交3号线至海博馆站。
三叶虫的背部以两条背沟为界分为了三个部分，所以称之为三叶虫。三叶虫化石一般都在石灰岩、页岩等处被发现，说明三叶虫大多是在浅海活动的。寒武纪相关化石中，三叶虫一族的化石占到了60%，寒武纪甚至也被专家称为“三叶虫的时代”，可见三叶虫在寒武纪海洋中占有重要的地位。
奥陶纪距今约4.85-亿年-4.43亿年间。奥陶纪时期，气候温和，浅海广布，世界大部分地区都被海水覆盖，海生生物较寒武纪更为繁盛，其中以鹦鹉螺、三叶虫等为代表性生物，晚期由于大规模全球变冷，超过一半的物种经历了灭顶之灾。直角石是鹦鹉螺类中的一种，分布广泛，是奥陶纪晚期的顶级掠食者之一。在后来的演化过程中，鹦鹉螺类壳的形态也由直角石式壳逐渐演化出了弓角石式壳、袋角石式壳、鹦鹉螺壳等多种形态。鹦鹉螺通常白天休息，夜晚则比较活跃，以三叶虫为主要食物。
