Antalya-Gelidonia Batığı kazısından elde edilen eserlerin Bodrum Kalesi’ne getirilmesiyle, 06. 11. 1964 yılında Bodrum Müzesi olarak açıldı. Müze’de sergilenen eserlerin büyük bir bölümünü sualtı buluntuları olması nedeniyle 1981 yılında Sualtı Arkeoloji Müzesi adını aldı. Bodrum Sualtı Arkeoloji Müzesi, Türkiye’nin tek, dünyanın ise sayılı sualtı arkeoloji müzeleri arasında yer almaktadır. On dört adet sergi salonuna sahip Bodrum Sualtı Arkeoloji Müzesi, 1995 yılında Avrupa’da Yılın Müzesi yarışmasında Özel Övgü ödülünü aldı.

Müzenin en fazla buluntu grubunu oluşturan amphoralar iç kalenin solunda bulunan sundurmanın altında sergilenmektedir. Amphora sergilemesi en erken döneme tarihlenen Kenan Amphorasıyla başlayıp, Sakız Amphoraları, Knidos, İstanköy, Roma, Kartaca, Bizans ve günümüz Geyre yapımı testiyle son bulmaktadır. Koleksiyon dünyanın en zengin Doğu Akdeniz amforaları koleksiyonu olarak bilinmektedir.

Müzede dikkat çeken diğer önemli eserler ise batıklardır. Serçe Limanı Cam Batığı Marmaris’in, Bozukkale yakınlarındaki Serçe Limanı’nda Prof. Dr. George F. Bass Başkanlığında 32 kişiden oluşan bir ekip tarafından 1977-1979 yılları arasında kazıldı. Gemi, yaklaşık 16 metre uzunluğunda, beş metre eninde ve 35 ton yükü taşıyabilecek kapasitededir. Gemide, iki tona yakın kırık, üretim hatalı camlar ile cam külçeler bulundu. XI. yüzyılın ilk yarısına tarihlenen camlar, 200 değişik formdadır.

Tektaş Batığı Salonu’nda sergilenmekte olan, Tektaş Burnu Batığı MÖ V. yüzyıla tarihlendirilmektedir. Bu üne kadar bilimsel kazısı yapılmış klasik öneme ait tek batık olması nedeniyle önemlidir. Batıkta bulunan kantharoslar, tek kulplu kaseler, kandiller, olpeler, opthalmoslar, çömlekler vitrinler içinde sergilenmektedir. Bodrum Sualtı Arkeoloji Müzesi’nde sergilenmekte olan Uluburun Batığı, dünyanın bilinen en eski batığı olması ve en az yedi ayrı kültürün ürünlerini taşımasıyla nedeniyle National Geographic tarafından XX. yüzyılın en önemli ilk on keşfi arasında nitelendirildi. Müze’de, ayrıca Gelidonya Burnu Batığı, Yassıada Batığı, Şeytan Deresi Batığı da sergilenmektedir.

Cam Salonunda, dünyanın en büyük İslam Cam Koleksiyonu sergilenmektedir. Bu salonda, MÖ XIV. yüzyıl ile MS XI. yüzyıl arasına tarihlenen cam eserler kronolojik olarak tasnif edilmektedir. MÖ XIV. yüzyıla ait miken cam boncuk dizisi ve Kaş Uluburun Batığından çıkarılan cam külçe, Stratonikeia ve Kaunos gibi antik şehirlerdeki kazılardan elde edilen cam buluntular, MS XI. yüzyıla tarihlenen Serçe Limanı Batığı’ndan çıkarılan eserler görülebilir. Cam Salonu’nda niş içerisine akvaryum yerleştirilerek, MS IV. yüzyıl Yassıada Erken Bizans Batığı Kazısı I/20 ölçeğinde küçültülerek canlandırılmaktadır.

Karyalı Prenses Salonu’nda, 1989 yılında Bodrum girişinde bir temel kazısı sırasında bulunan lahit ve içerisindeki buluntular sergilenmektedir. Çalışmalar, Karialı Prensis’in MÖ IV. yüzyılda Halikarnassos’da hüküm sürmüş, Hekatomnos Sülalesi’nin bir üyesi olan Kraliçe Ada olduğuna dair iddiaları desteklemektedir. Kraliçe Ada MÖ 344-341 yıllarında Pers Satrabı olarak Karia’yı yönetti. Karia’lı prensesin mezarı, elbise süslemeleri, tacı, bilezikleri, kolyeleri, yüzükleri ve mezar odasından çıkan oinochoe (şarap sürahisi) şölen evi (Andron) benzeri yapılmış salonda sergilenmektedir. Müze, yaşayan müzecilik anlayışı ile hizmet vermektedir.