Seit dem Jahr 1951 hat das Meeresmuseum in der Altstadt von Stralsund seinen Sitz im ehemaligen Dominikanerkloster St. Katharinen, das im 13. Jahrhundert gegründet wurde und vor der musealen Nutzung unter anderem als Waffenlager und Schule diente. Im Jahre 1951 zog schließlich das von Prof. Dr. Otto Dibbelt gegründete Naturkundemuseum ein.

Im Erdgeschoss des Meeresmuseums befinden sich Expositionen zur Meeresbiologie und Meereskunde. Hier kann man beispielsweise einen 200 Mio. Jahre alten, fossilen Meeresboden und einen originalen 1,40 Meter großer Riesenammonit bewundern. Ebenso sind Korallen zu sehen: in einer neun Meter hohen Vitrine, der wohl größten Ausstellungsvitrine in einem deutschen Museum, wird ein tropisches Korallenriff in „3D“ präsentiert. Hier lässt sich das komplexe Ökosystem Korallenriff mit all seinen Lebewesen und Besonderheiten entdecken. Weiter geht es zum ehemaligen Kirchenchor, wo das beeindruckende Skelett eines Finnwals unter der Gewölbedecke schwebt.

Im ersten Obergeschoss kann man sich über die Fischerei informieren und ein originales Strandboot mit aufgetakeltem Segel betrachten. Die zweite Etage widmet sich dem Ausstellungsbereich „Mensch und Meer“ mit den schönsten Exponaten und Präparaten, die in der museumseigenen Präparationswerkstatt entstanden sind. Im Tiefseesaal beginnt die „Expedition Tiefsee“ mit Leuchtfisch-Modellen, originalen Tiefseefisch-Präparaten und der dreifach vergrößerten Nachbildung eines Vampirtintenfisches. Die Ausstellungsräume zum Thema „Nutzung der Meere – von der Tiefsee bis in die polaren Regionen“ zeigen Originalexponate und faszinierende Modelle, etwa von einem Schwarzen Raucher oder ein Belugawal mit Kalb.

Im Kelleraquarium des Deutschen Meeresmuseums leben Bewohner des Mittelmeeres wie Muränen, Langusten, Lippfische, Barsche und Rochen sowie tropische Meerestiere, beispielsweise bunte Korallenfische, Seepferdchen und Anemonenfische. In einem 50.000-Liter-Haibecken schwimmen Leopardenhaie, Falterfische und Drückerfische. Ein Highlight ist das 350.000-Liter-Aquarium mit einem 25 qm großen Schaufenster, in dem drei verschiedene Arten Meeresschildkröten leben. Besonders die kommentierten Schildkrötenfütterungen sollte man sich nicht entgehen lassen.