El Museo Nacional de Arqueología Subacuática cuenta con una instalación museográfica de gran capacidad tecnológica. Destacan los recursos audiovisuales, las vitrinas, las escenografías y las maquetas.
El Museo ofrece 250 pantallas que recorren todo el perímetro del bloque del Patrimonio Cultural Subacuático, con imágenes del trabajo de los arqueólogos bajo el agua.
Los objetos arqueológicos se exponen en ocho vitrinas de gran formato, distribuidas a lo largo de la exposición Mare Hibericum, que muestran más de un millar de objetos desde época fenicia hasta la Edad Moderna. Para la conservación de los materiales orgánicos como los restos de los pecios fenicios de Mazarrón, o los colmillos de Bajo de la Campana, se han diseñado unas vitrinas climatizadas.
El elemento central del Museo es la escenografía del pecio de Mazarrón 2. Una reproducción realista, realizada a escala 1:1, muestra los restos del barco, sus objetos y parte de la caja de seguridad que se construyó para su conservación.
En el Mare Hibericum el visitante encuentra varias maquetas que reproducen la costa, el puerto y el territorio de Cartagena a lo largo de la historia. Cada una de ellas cuenta con puestos interactivos y juegos didácticos.
En la recreación del Laboratorio, seis puestos interactivos permiten al visitante investigar las piezas tal y como lo hacen los arqueólogos. A la salida del Museo se encuentra la Mediateca con ocho puestos que ofrecen toda la información sobre el mundo de la arqueología subacuática.
El lucernario del Museo es un gran escaparate hacia el exterior. Aquí se exponen dos grandes embarcaciones, una kyrenia griega y una coca medieval. Los barcos están suspendidos del techo, coincidiendo con la línea de flotación que es la propia Plaza del Museo. Es una interpretación de sus formas originales, realizada en hierro de forma artesanal.