- Mudelikogu – rikkalik laevamudelite kogu keskajast tänapäevani, tuletorni mudeled.
- Etnograafiakogu – laeva- ja paadiehituse, purjelaevanduse, rannakalanduse ning randlaste ja meremeeste isikliku elu, olme ja reisimisega seotud töö- ja tarberiistad. Veesõidukite osad ja lisavarustus, muu hulgas puust laevakaunistused ja nimesildid. Kogu uhkuseks on purjelaeva „Triin“ mast koos purjega.
- Meretehnika kogu – navigatsiooni- ja päästevahendeid, roolirattaid, sõukruvisid, tuletorniseadmeid ja palju muud.
- Tekstiilikogu – väärtuslikumaks osaks on Eesti mereväe ja tsiviillaevastiku vormiriided koos lisanditega. Kogus säilitatakse ka lippe ja vimpleid. Tõeliseks rariteediks on 1919.a. valmistatud sini-must-valge lipp, millega mereväelased marssisid Eesti Vabariigi I aastapäeva paraadil.
- Märgikogu – merendusega seotud medaled ja märgid. Üle poole moodustab endise kapteni Lev Buraki kogutud kollektsioon „Laevanduse ajalugu”.
- Mererelvastuse kogu – vabariigi suurim mererelvastuse kollektsioon. Vanimad neist, 18. sajandist pärit laevasuurtükid.
- Ajaloolised esemed – laevade, merendustegelaste ja -organisatsioonidega seotud esemed ning meremeeste isiklikud tarbe- ja mälestusesemed, kingitused jms.
- Veesõidukite kogu – erinevat tüüpi veesõidukid, millest enamik on eksponeeritud Lennusadama põhiekspositsioonis.
- Allveearheoloogia kogu – vrakkidelt välja toodud esemed, mis võimaldavad uppunud laeva dateerida ning selle päritolu kindlaks teha. Unikaalne ja eriti väärtuslik kogu osa on keskaegse koge vrakk koos pardalt leitud esemetega. Kogu täieneb juhuleiude kaudu, sest tänased uurimis- ja veealusepärandi kaitse põhimõtted on keskendunud uurimisele koha peal.
- Merekaartide kogu – vanimad merekaardid on pärit 18.saj. lõpust, haruldaseimad on käsitsi joonistatud Tallinna sadama plaan 1856.a. Tervikkogud on Eesti Vabariigi aegsed ja Nõukogude aegsed merekaardid.
- Dokumentide kogu – vanimad dokumendid on pärit 19. sajandi algusest. Kogu jaguneb temaatiliselt: Eesti Riiklik Merelaevandus, Veeteede Valitsus; sadamad, päästejaamad, tuletornid; laevaehitus; purjesport; kalandus; meremeeste käsikirjalised materjalid; mereharidus.
- Kunstikogu – valdava osa kogust moodustavad õli-ja akvarellmaalid ning graafika. Kogu sisaldab kollektsiooni merendusteemalistest eksliibristest. Säilitatavad tööd kajastavad erinevaid tüüpi laevu, sadamaid, kalapüüki ja rannarahva elu-olu. Kogu väärtuslikumad maalid nn. „kaptenipildid“ (kaptenite poolt tellitud maalid oma laevadest külgvaates). Neist tuntumad on R. Chapelli ja F. Tammiku tööd.
- Fotokogu – fotod, postkaardid ja negatiivid, millele on jäädvustatud merendusega seotud objekte ja isikuid. Esindatud ka tsüanotüübid ja ferrotüübid. Üks nendest koloreeritud ja seetõttu teadaolevalt ainus selline Eestis. Vanim kogus olev fotoalbum pärineb 19. saj lõpust. Tuntumatest fotograafidest on kogus C. O. Bulla ja N. Apostoli fotosid.
- Fondiraamatukogu – peamiselt 19. saj. lõpu ja 20. saj. õppematerjalid, käsiraamatud, atlased, mis on kuulunud meremeestele või merekoolidele. Osa kogust on annetatud muuseumi loomisele eelnenud kogumiskampaania käigus. Väärtuslikeks võib pidada mitmetes raamatutes olevaid meremeeste signeeringuid ja merekoolide jt asutuste templeid.
