พิพิธภัณฑ์ทหารเรือ เป็นพิพิธภัณฑสถานแบบพิเศษ ทำหน้าที่ รวบรวม อนุรักษ์ วัตถุพิพิธภัณฑ์อันทรงคุณค่าทางประวัติศาสตร์ โบราณสถาน และโบราณคดีที่เกี่ยวกับกิจการทหารเรือ ภายในพิพิธภัณฑ์ เป็นที่รวบรวมข้อมูลทางประวัติศาสตร์ เกี่ยวกับ วัตถุพิพิธภัณฑ์สมัยโบราณของกองทัพเรือไทย ยุทธนาวีการรบครั้งสำคัญ ๆ ตลอดจนอาวุธยุทโธปกรณ์ต่าง ๆ ที่เคยใช้ในการรบเป็นจำนวนมาก นอกจากนี้ ยังมีเรือจำลองสมัยต่าง ๆ เช่น เรือที่ใช้ในพระราชพิธีกระบวนเรือพยุหยาตราชลมารค ในสมัยรัชกาลที่ 5 เรือหลวงพระร่วง เรือเหรา และเรือหลวงมัจฉาณุ
 สิ่งที่น่าสนใจที่สุดในพิพิธภัณฑ์ทหารเรือที่หาชมได้ยาก ก็คือ เรือหลวงมัจฉานุ ซึ่งเป็นเรือดำน้ำรุ่นแรกของกองทัพเรือไทย ที่บางส่วนได้ถูกเก็บรักษาไว้ ณ พิพิธภัณฑ์แห่งนี้.