海洋动物馆坐落在集美石鼓路南段水产学院校门内。海洋动物馆是集旅游、教学、科普知识教育服务，并具有较高的观赏价值的海洋自然博物馆。分鲸馆、热带鱼类馆、海洋无脊椎动物馆和水族馆四个部分。其规模、种类、数量仅次于我国青岛水族馆，而居全国第二位。
海洋动物馆最突出的而且最受人们注目的是鲸馆。鲸，属于胎生的海洋哺乳类动物，不属于鱼类，只是形状象鱼而已。本馆展览的是世人罕见的一只抹香鲸，重25吨，长12.5米，整身占据大教室的一半。这条抹香鲸是在1985年12月在福鼎县秦屿海滩上捕获的。当时共有12只，是集体自杀中最大的一条，雌性，7岁，每小时可游10多海里，每分钟300多米，能潜入海面以下2200米的深度，且能历时1-2小时。抹香鲸经济价值和药用价值很大，最可贵的是龙涎香，酷似麝香胜似麝香，只要吸收一点就会奇香扑鼻，经久不变。现在排在鲸馆里的是经过去肉留皮留骨精制的标本，形态完整。
鲸馆中，还展示着巨鲸骨骼，用架子撑住，占了半间教室。
此外还有鱼、中华白海豚、中华鲟等。最大的是网纹，体盘宽1.5米多，全国目前仅此一尾。还有几只鲟是一种软骨硬鳞由祖先遗留下来的特征。主要分布在我国沿海、长江、钱塘江、珠江等处，为溯河洄游鱼类，它的眷恋性很强。如一只被击伤，其他同群成员都围绕受伤的同伴，不忍舍弃。
热带鱼类馆最突出的特征是体色艳丽，体态婀娜多姿，异彩纷呈，具有很高的观赏价值。它们中主要有红地图鱼（星丽鱼）、神仙鱼、香吻鱼、接吻鱼、花眉鱼等。地图鱼因身上有很多红色花纹，像地图一样，故名。接吻鱼很有亲情，雌雄互爱，时常接吻。
海洋生物馆主要展出海洋底栖无脊椎动物，共有58种，单单海绵就有9种，腔肠动物100种，多毛类环节动物31种，还有软体动物、甲壳动物、棘皮动物等，他们大多来自我国西沙群岛和本省沿海。在珊瑚标本柜中，种类多不胜数，又洁白又美丽，如鹿角珊瑚、细孔绕石珊瑚、佳丽鹿角珊瑚等。