Podstawowym zadaniem każdego muzeum jest gromadzenie zabytków, ich ochrona i konserwacja, naukowe opracowanie i udostępnianie społeczeństwu.
W ciągu ponad 60 lat swego funkcjonowania NMM w Gdańsku zgromadziło ponad 27 tys. muzealiów. Kilka tysięcy dalszych zabytków pochodzących z własnych badań archeologicznych znajduje się w różnych fazach konserwacji i dopiero po pomyślnym zakończeniu tego procesu oraz ewentualnej rekonstrukcji przekazane zostanie do odpowiednich działów Muzeum.
Pomocny w badaniach naukowych jest największy w Trójmieście zbiór polskich i zagranicznych woluminów o tematyce morskiej, obejmujący ponad 27 tys. druków zwartych i ponad 35 tys. czasopism. Czytelnia przy bibliotece NMM dostępna jest dla wszystkich zainteresowanych.
Zasobne są również zbiory Działu Dokumentacji NMM, wśród których znajduje się Archiwum Ludzi Morza, zainicjowane przed laty przez prof. Bolesława Polkowskiego i Towarzystwo Przyjaciół CMM. Dziś obejmuje ono dane o ok. 2500 osobach. Z kolei w założeniu i rozwijaniu Archiwum Polskich Konstrukcji Okrętowych uczestniczyli członkowie Sekcji Okrętowców SIMP (obejmuje ono 2235 jednostek archiwalnych). Inne kolekcje, tworzone od początków istnienia Muzeum, to: Archiwum Aktów Pisanych (7744 jednostek archiwalnych), Archiwum Fotograficzne (11413 fotografii), Archiwum Kartograficzne (1972 j.a.), Archiwum Mechaniczne (373 j.a.). Ponadto Dział gromadzi dokumenty dotyczące historii NMM. Zbiory te są udostępniane po przedstawieniu przez zainteresowanego tematyki studiów i podpisaniu odpowiednich oświadczeń (chodzi przede wszystkim o przestrzeganie Ustawy o ochronie danych osobowych).