Lietuvos jūrų muziejus įsikūręs XIX a. antroje pusėje statytame Nerijos forte, kuris po Antrojo pasaulinio karo buvo smarkiai apgriautas, o 1979 m. atstatytas ir pritaikytas muziejui. Muziejus užima apie 13 hektarų teritoriją, kurioje įrengtos akvariumų, jūrų gamtos, laivybos istorijos ekspozicijos, lauko baseinai su pingvinais, Baltijos ruoniais ir Šiaurės jūrų liūtais. Ekspozicijose pristatomos keturios ekosistemos – gėlavandenė, Baltijos, Šiaurės ir tropinių jūrų – bei gausi jūrų faunos kolekcija, apimanti koralus, moliuskus, žuvų ir žinduolių preparatus.

Šalia muziejaus 1994 m. atidarytas delfinariumas, kuriame gyvena Juodosios jūros delfinai afalinos ir vyksta edukaciniai pasirodymai. Muziejus taip pat puoselėja jūrinį paveldą – čia eksponuojami istoriniai žvejybos laivai, o nuo 2001 m. naudojamas plaukiojantis eksponatas – kurėnas, kuriuo rengiamos etnokultūrinės ekspedicijos. Per kelis dešimtmečius muziejus tapo vienu svarbiausių Lietuvos jūrinės kultūros centrų, kasmet pritraukiančiu šimtus tūkstančių lankytojų.

Muziejaus rekonstrukcijos metu akvariume įrengtas 18 metrų ilgio akrilo tunelis, kuriame virš lankytojų galvų plaukioja beveik dviejų metrų ilgio eršketai – tai vienas įspūdingiausių akvariumo elementų Baltijos regione.