Das Museum befindet sich in der früheren Scheibenhofwerkstatt, erbaut 1888, einem der ältesten noch erhaltenen Werkstattgebäude der früheren Kaiserlichen Werft. Dieses unter Denkmalschutz stehende Gebäude liegt im Verbindungshafen, einem alten Teil des Marinehafens, in der Nähe der Kaiser-Wilhelm-Brücke. In unmittelbarer Nachbarschaft dazu liegt die Südstrand-Promenade, ein etablierter Freizeit- und Tourismusschwerpunkt Wilhelmshavens mit dem UNESCO-Weltnaturerbe Wattenmeer Besucherzentrum (Nationalparkzentrum) und dem Aquarium Wilhelmshaven.

Unter dem Motto Menschen, Zeiten, Schiffe zeigt das Deutsche Marinemuseum die fast 160-jährige Geschichte deutscher Marinen, ihre Aufgaben und Schicksale im Wandel der Zeit. Zu den Höhepunkten des Museumsbesuchs gehört ein Rundgang über Deutschlands größtes Museumskriegsschiff, den 2003 außer Dienst gestellten Lenkwaffenzerstörer MÖLDERS. Er führt Sie über vier Decks und gibt Einblick in das Leben und Arbeiten an Bord. In Videoinstallationen kommen ehemalige Besatzungsangehörige selbst zu Wort. Die begleitende Ausstellung führt in die sicherheitspolitische Entwicklung während der 34-jährigen Dienstzeit des Schiffes ein. Das Unterseeboot U 10 und das Minenjagdboot WEILHEIM sind weitere Anziehungspunkte des Freigeländes.
Die Dauerrausstellung im historischen Museumsgebäude lädt zu einer spannenden Zeitreise durch die wechselvolle Geschichte Deutschlands und seiner Seestreitkräfte ein.