Il museo è stato aperto nella sua sede attuale nel 1991, potenziando la raccolta di materiale marino iniziata da uno studioso locale. Il materiale esposto è suddiviso secondo i diversi gruppi zoologici, partendo dai poriferi (spugne) fino ad arrivare ai rettili (tartarughe di mare). In particolare, si possono osservare la collezione di conchiglie del Mediterraneo e alcuni pesci fossili. In altre bacheche sono conservate attrezzature (termometri, bottiglie a rovesciamento, sonde) usate per studiare le condizioni chimiche e fisiche dell'acqua di mare e vecchi attrezzi di pesca ancora parzialmente in uso. Vi è inoltre una mostra fotografica sulla storia del porto di Fano dall'epoca romana in poi. Annesso al museo si trova l'acquario in cui è possibile osservare animali marini costieri adriatici.