中國海事博物館是中國規模最大、級別最高的綜合性海事博物館，室內展覽面積21000平方米。博物館裏的展區分為三層。壹樓有航海歷史博物館、船舶博物館、海員博物館，還有專門的漁船和釣魚展區。二層設有航海與港口館、海事與海上安全館、軍事航海館、海上運動休閑專題展區。博物館還有壹個天文館，壹個4D電影院和壹個兒童活動中心。
中國航海博物館以“航海”為主線，以“博物學”為基礎。按類別分五個分館，十二個展區，配有球形天文館、電影院、學術報告廳。博物館通過實物、實物仿真、圖片、文字、多媒體等手段進行展示。設計的主要功能有:文物收藏功能、學術研究功能、社會教育功能、展示功能，以及海員廳航海模擬器的其他功能。
2007年，中國交通部和國家文物局聯合發文，上海市政府也發布政府令，動員和鼓勵各單位和社會各界支持中國航海博物館收藏文物。在文物收藏者的不懈努力下，博物館逐漸從每月僅收藏幾件實物文物發展到每月收藏數百件實物文物，藏品數量迅速增加到2萬多件，此外還收藏了5萬張圖表和2萬冊書籍。首批展出的2300多件展品中，有上千年的木槳、青銅器、船模，也有上百年的地圖、海圖、航海儀器、船舵等見證中國航海歷史和航海技術的“鎮館之寶”。
中國海事博物館在籌建過程中得到了社會各界的大力支持和捐贈。列入捐贈名單的捐贈人和個人共89人，其中捐贈人47人，包括中國人民解放軍海軍、江蘇省南京博物館、中國人民解放軍海軍東海艦隊司令部、上海航海學會、大連海事大學、上海航運交易所、上海船廠航運有限公司、長江航道局等。捐贈個人42人，包括、徐伯民、朱、曹、李福恒、徐慶龍、楊洪武、張、徐璐、宋福春、郭、單明哲。