海洋動物館分鯨館、熱帶魚類館、海洋無脊椎動物館和水族館四個部分。其規模、種類、數量僅次于我國青島水族館，居全國第二。

    其中鯨館展覽的是一只世人罕見的抹香鯨，重25噸，長12.5米，整身占據大教室的一半。這條抹香鯨是在1985年12月在福鼎縣秦嶼海灘上捕獲的。當時共有12只，是集體自殺中最大的一條，雌性，7歲，每小時可游10多海里，每分鐘300多米，能潛入海面以下2200米的深度，且能歷時1∼2小時。現在排在鯨館里的是經過去肉留皮留骨精制的標本，形態完整。

    熱帶魚類館主要有紅地圖魚（星麗魚）、神仙魚、香吻魚、接吻魚、花眉魚等。地圖魚因身上有很多紅色花紋，像地圖一樣，故名。接吻魚很有親情，雌雄互愛，時常接吻。

    在海洋生物館里，主要展出海洋底棲無脊椎動物，共有58種，單單海綿就有9種，腔腸動物100種，多毛類環節動物31種，還有軟體動物、甲殼動物、棘皮動物等，它們大多來自我國西沙群島和本省沿海。在珊瑚標本櫃中，各種類珊瑚多不勝數，潔白美麗，如鹿角珊瑚、細孔繞石珊瑚、佳麗鹿角珊瑚等。