พิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทย ก่อตั้งขึ้นโดยกองทัพเรือ เพื่อเป็นสถานที่รวบรวมและ จัดแสดงด้านธรณีวิทยา พฤกษศาสตร์ สัตวศาสตร์ทางทะเลแห่งแรกในประเทศไทย อันเป็นส่วนหนึ่งในโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืช อันเนื่องมาจากพระราชดำริของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างความเข้าใจและสร้างความตระหนักถึงความสำคัญของพันธุกรรมพืชต่าง ๆ ในประเทศไทย

พิพิธภัณฑ์แห่งนี้ แบ่งออกเป็นทั้งหมด ๕ อาคาร ตั้งเรียงรายอยู่บนเนินเขา โดยมีจุดชมวิวอยู่บนอาคารที่ ๕ ซึ่งเป็นไฮไลท์ของการมาชมพิพิธภัณฑ์ฯ สามารถมองเห็นวิวทางทะเลที่สวยงาม ในมุมสูงของ ท้องทะเลสัตหีบ และเกาะชื่อดัง ได้แก่ เกาะแสมสาร เกาะขาม ท่ามกลางน้ำทะเลสีฟ้า