Dans l'Hôtel de Cheusses, immeuble témoin du riche passé maritime de la ville, le musée abrite une riche collection de modèles réduits de navires de la Marine Royale, d'instruments de navigation, de figures de proue, témoins de la vie de l'arsenal de Rochefort.
Dans l'ancienne école de médecine sont présentées des collections d'anatomie, d'instruments de médecine, de zoologie, de botanique, de chirurgie et une collection ethnographique.