天津国家海洋博物馆展厅面积2.3万平方米，围绕“远古海洋”、“今日海洋”、“探索之旅”以及“恐龙时代 ”等主题，其中设中华海洋人文展区、海洋自然展区、海洋互动展区、海洋科普教育区、海洋生态展区等15个展厅。