Bảo tàng Hải dương học do Viện Hải dương học quản lý điều hành và tổ chức hoạt động. Tiền thân của Bảo tàng Hải dương học là Bảo tàng Sinh vật biển do người Pháp xây dựng ngay sau khi thành lập Sở nghề cá Đông dương (1923).

Bảo tàng Hải dương học là nơi lưu giữ các hiện vật sinh vật và phi sinh vật là các vật chứng quan trọng về biển được thu thập từ trước đến nay ở biển Đông. Ngày nay, Bảo tàng Hải dương học còn có nhiệm vụ nuôi, thuần dưỡng nhiều loài sinh vật biển để phục vụ các nghiên cứu về sinh học, sinh thái và bảo tồn. Bảo tàng Hải dương học có giá trị rất lớn về mặt khoa học trong nghiên cứu, so sánh, đối chiếu để tìm ra các qui luật của từng đối tượng, với mục đích phục vụ cho đời sống con người. Nhiều chuyên gia quốc tế đã đánh giá rất cao về số lượng mẫu vật đã thu thập và lưu giữ tại Bảo tàng Hải dương học. Bảo tàng Hải dương học còn là nơi truyền bá các kiến thức về biển, phổ biến những thành quả của ngành hải dương học đã đạt được, nhằm giới thiệu tiềm năng nguồn lợi và cách sử dụng hợp lý tài nguyên biển.

Mỗi năm Bảo tàng Hải dương học đã đón hàng trăm ngàn lượt khách đến tham quan, hàng trăm nhà khoa học, học sinh, sinh viên trong và ngoài nước đến nghiên cứu và học tập.