Bộ xương cá voi lưng gù được người dân xã Hải Cường, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Hà khai quật được vào ngày 08/12/1994 trong khi đào mương làm thủy lợi. Bộ xương đã vùi sâu dưới ruộng khoảng 1,2m và cách biển 4km.
Ba mẫu vật lớn được bố trí trong một không gian rộng tới 200m2 đã trở thành một điểm nhấn đặc biệt ấn tượng trong hành trình tham quan Bảo tàng Hải dương học (Nha Trang). Bộ xương cá Voi lưng gù (Megaptera novaeangliae) khổng lồ (dài 18 mét, nặng 10 tấn) đã bị chôn vùi trong lòng đất ở đồng bằng sông Hồng ít nhất là hơn 200 năm nay; Bộ xương Bò biển (Dugong dugon), đây là loài thú biển quí hiếm đang có nguy cơ bị tuyệt chủng; Cá Nạng Hải (Manta birostris) nặng gần 1 tấn, dài 3,5 m, rộng 5 m.
Bộ xương con Bò biển trên bị chết ngày 22-1-1997 tại khu vực Lò Vôi thuộc vườn Quốc gia Côn Đảo và được tặng lại cho Bảo tàng Hải dương học Nha Trang vào tháng 11-1997. Bộ xương dài 2,7 m.
Bò biển là nhân vật chính trong truyền thuyết về "Nàng tiên cá". Tương truyền, khi các thủy thủ phương Tây thấy loài cá cúi dưới nước ôm con và cho con bú, cùng với đó là những tiếng vang tựa như lời ru con, tưởng chúng là người thuở xưa nên mới sinh ra truyền thuyết "người cá" hay "nàng mỹ nhân ngư ".
Cá Nạng Hải (Manta birostris) là một trong những loài cá đuối lớn nhất trên thế giới. Mẫu cá này trước khi được xử lý làm tiêu bản có trọng lượng tới 1 tấn, riêng bộ gan của chúng nặng tới 51 kg.
Du khách đến đây còn được tham quan Khu trưng bày tài nguyên biển Hoàng Sa – Trường Sa được thiết kế trong đường hầm xuyên qua núi Bảo Đại, dài gần 100 m, cao khoảng 5 m.
Việc xây dựng khu trưng bày tài nguyên biển đảo Hoàng Sa – Trường Sa giúp cho công chúng hiểu rõ hơn các giá trị kinh tế, môi trường sinh thái, an ninh quốc phòng…trên 2 quần đảo thiêng liêng của Tổ quốc. Qua đó nâng cao ý thức và thêm yêu quý hai quần đảo này.
Đến đây, du khách còn có thể chiêm ngưỡng hàng trăm mẫu sinh vật được lấy từ vùng biển Hoàng Sa – Trường Sa như: cá mặt trăng đuôi nhọn lấy từ Trường Sa năm 1998; cá thu song khổng lồ nặng 70 kg, dài 4m lấy từ Trường Sa. Các loài san hô, trai khổng lồ, ốc xà cừ, ốc kim khôi, ốc tù và…với những hình dáng rất độc đáo.
Tiền thân là đường hầm xuyên qua núi Cảnh Long (Bảo Đại) có chiều dài 120m, chiều rộng 8-12m và độ cao 5m, do người Pháp xây dựng vào những năm 1930 để vận chuyển hàng hoá từ cảng biển Nha Trang sang núi Cảnh Long; đường hầm hiện nay được cải tạo, thiết kế và bố cục cho mục tiêu trưng bày giới thiệu những thành quả ứng dụng khoa học công nghệ nuôi sinh vật biển của Viện, cũng như sự phong phú về tài nguyên biển ở 2 quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa.
Bên cạnh đó là các mẫu địa chất thu thập được tại 2 quần đảo trên như: bom núi lửa thu được năm 1989 tại đảo Phan Vinh (thuộc quần đảo Trường Sa), các loại đá vôi san hô, vỏ xác sinh vật…
Tại phòng trưng bày còn có khu nuôi sinh vật biển, du khách có thể ngắm nhìn các loài sinh vật sống, là những loài sống đặc trưng, phân bố tại vùng đảo Hoàng Sa – Trường Sa được thuần hóa và cho sinh sản nhân tạo tại Viện Hải dương học.
Đặc biệt, khu trưng bày đa dạng của bảo tàng là nơi đang trưng bày, bảo quản bộ mẫu sinh vật biển – nguồn di sản biển lớn nhất Việt Nam hiện nay.
Nơi đây đang lưu giữ và bảo tồn một bộ mẫu sinh vật biển lớn và quý với khoảng 23.000 mẫu thuộc 5.000 loài (thuộc các nhóm: thực vật biển, hải miên, ruột khoang, thân mềm, giáp xác, da dai, cá, bò sát, thú biển). Bộ mẫu sinh vật biển bao gồm các loài hiện hữu ở biển Việt Nam và các vùng nước lân cận.
Ngoài những mẫu có giá trị khoa học, Bảo tàng còn lưu giữ nhiều mẫu quí hiếm như: Cá tầm (Acipenser sinensis), cua vua (Paralithoides sp.), cá mặt trăng đuôi nhọn (Masturus lanceolatus), trai khổng lồ (Tridacna gigas) nặng 145kg, mực bay khổng lồ (Thysanoteuthis rhombus), cá ông chuông (Pseudorca crassidens), hải cẩu (Phoca larga) v.v…
Bảo tàng Hải dương học hiện đang lưu giữ và bảo tồn một bộ mẫu sinh vật biển lớn và quý.
Tháng 10/2012 Bảo tàng Hải dương học được Trung tâm sách kỷ lục Việt Nam (VietKings) chính thức xác lập và công bố "Nơi lưu trữ bộ mẫu sinh vật biển lớn nhất".