Exposição permanente: dispostas em 6 salas encontram-se 76 espécies de peixes ósseos, 20 espécies de peixes cartilagíneos, 138 espécies de aves (terrestres e marinhas), 14 espécies de mamíferos marinhos e terrestres, 3 espécies de répteis marinhos, 115 espécies de insectos e 93 espécies de outros invertebrados, 19 espécies de plantas e uma colecção significativa de rochas, minerais e fósseis marinhos do Arquipélago da Madeira. O Museu possui também um Aquário de água salgada com 15 tanques onde se pretende mostrar a fauna marinha costeira da Ilha da Madeira.
Exposição permanente.
Exposições temporárias: O espaço destinado às exposições temporárias tem actualmente uma mostra de uma parte da actividade científica desenvolvida, sendo a temática dedicada à biologia marinha.
Exposição temporária: "Conhecendo os mares da Madeira: do litoral ao batial"