Das vom Verteidigungsmuseum verwaltete Museum im Marinehauptquartier direkt auf der Madrider Kunstmeile Paseo del Arte hat die Aufgabe, die unterschiedlichsten Stücke und Sammlungen von historischer, künstlerischer, wissenschaftlicher und technischer Bedeutung rund um die spanische Seefahrtsgeschichte zu erwerben, konservieren, erforschen, vermitteln und zu Bildungs- und Ausstellungszwecken zu präsentieren.

Seine Entstehungsgeschichte beginnt mit der Initiative des Marineministers von Karl IV., Don Antonio de Valdés y Fernández Bazán, im Jahr 1792, der die Gründung eines Marinemuseums vorschlug, das alle für die Ausbildung der Marine notwendigen Wissenschaften zusammenfassen sollte. Die Umsetzung erfolgte jedoch erst im Jahr 1842, in dem das Museum provisorisch im Palacio de los Consejos in der Madrider Calle Mayor eröffnet wurde. Nach wechselnder Unterbringung in mehreren Gebäuden wurde das Museum 1932 im ersten Stock seines heutigen Standorts, dem gleichzeitigen Sitz des Marineministeriums, eröffnet. 1976 entstand ein Anbau zur Erweiterung des Marinehauptquartiers, wodurch die Ausstellungsfläche auf das Doppelte des ursprünglichen Museumsraums vergrößert wurde. 1992 erfolgte die vorletzte Umgestaltung der Einrichtung und 2020 nach zweijähriger Schließung die Fertigstellung des letzten Umbaus. Dabei wurde das Museum mit modernen Räumlichkeiten ausgestattet sowie Barrierefreiheit und Anordnung der Ausstellungsräume verbessert.

Der in den Räumen chronologisch angeordnete Ausstellungsbestand des Museums umfasst über 12.000 vielfältige Stücke aus den unterschiedlichsten Bereichen. Erwähnenswert sind die zu den besten der Welt gehörenden Schiffsmodell- und Kartensammlungen sowie astronomische, wissenschaftliche und Navigationsinstrumente, plastische und dekorative Kunst, Waffen und Flaggen, Uniformen und Auszeichnungen, Schiffsausrüstung, ethnographische Gegenstände und persönliche Gegenstände berühmter Seefahrer. Erwähnenswert unter diesen Gegenständen ist die wunderschön illustrierte Pergamentkarte von Juan de la Cosa, die erste bekannte kartographische Darstellung des amerikanischen Kontinents. Der Seefahrer und Kartograph erstellte sie im Jahr 1500, nachdem er in Begleitung von Christoph Kolumbus dreimal nach Amerika gereist war.

Die ausgestellten Sammlungen stammen aus den Beiträgen verschiedener Institutionen und Einrichtungen, wie dem Königshaus, dem ehemaligen Marinesekretariat, der nicht mehr existenten Compañías de Guardias Marinas, den Marineministerien der iberischen Halbinsel, den kubanischen und philippinischen Stützpunkten, dem Depósito Hidrográfico, dem Real Observatorio de la Marina de San Fernando und dem Instituto Hidrográfico in Cádiz sowie von späteren Käufen und Schenkungen aus Privatbesitz oder verschiedenen Einrichtungen.