Au-delà de celles qui ornent l’édifice lui-même, le Musée est riche d’environ 1500 œuvres picturales, du XVIIIe au XXIe siècle : peintures, dessins, estampes… Œuvres scientifiques ou œuvres d’art à part entière, toutes permettent de faire un formidable voyage dans l’histoire de l’océanographie.
Cette collection comporte notamment les peintures réalisées par les artistes engagés par le Prince Albert Ier de Monaco lors de ses campagnes océanographiques. Elle a été enrichie d’œuvres léguées par testament par le Prince lui-même, et par des dons provenant de personnalités proches de Lui.