建築以洋流為設計概念，由特殊工藝的玻璃帷幕打造，內部分為主題館區、區域探索館、海洋生態館和海洋3D劇場等：主題館區分兒童廳、未來廳、船舶廳、深海展示廳、科學廳、深海影像廳、環境廳、水產廳、文化廳、探索廳等，介紹不同角度的海洋相關知識。區域探索區介紹基隆八斗子的過去和現在，以影片、模型、工具展示等介紹海洋對鄰近居民的重要性，和漁村文化與歷史演變。IMAX 3D海洋劇場透過先進的3D技術、高擬真的音響設備，提供身歷其境的臨場感。