Museets mest iögonfallande och i särklass största föremål är ubåten U3. Ubåten är ett populärt besöksmål som även kan upplevas inifrån.
Samlingarna innehåller också ett flertal olika båttyper som till exempel fiskebåten MÖ 865, också kallad "Kallebåten" efter ägaren fiskaren Kalle Bröns. Den används flitigt i den pedagogiska verksamheten.
Varvsindustrin med Kockums varv och färjetrafiken över sundet hör till de verksamheter som dominerade näringslivet i Malmö under 1900-talet. Härifrån har en stor mängd föremål, inredningsdetaljer samt dokumentation med intervjuer och foton samlats in. Andra specialsamlingar är navigationsinstrument.
Det finns en stor samling båtmodeller, många av hög kvalitet. De äldsta är byggda på 1700-talet men huvuddelen är tillverkade 1850 — 1960. Modellerna består dels av hela fartyg och dels så kallade halvmodeller. Museet har halvmodeller av nästan samtliga de fartyg som byggdes på Kockums varv .
En annan samling är marinmålningar med bland annat så kallade kaptenstavlor. Dessa beställdes av kaptenen eller ägaren ombord på det fartyg som skulle avbildas. En skicklig svensk marinmålare var Lars Petter Sjöström som museet har ett 30-tal tavlor av.
Malmö Museers sjöfartssamling kommer i huvudsak från två större donationer; dels från Kockums varv och dels från Malmö Sjöfartsförening.
