中国（海南）南海博物馆现有各类藏品7万多件，包括历代外销文物、南海生物标本、海南历史文物、历代船模等。馆中建有文物保护和修复中心、现代化的化学实验室、分析检测室、精密分析仪器室、出水文物保护修复实验室、器物修复室、书画修复室等硬件设施，将为文物的保护和研究提供重要保障。
馆藏精品
明青白釉联珠纹粉盒，长6.2cm，宽4.5cm，高1.3cm。
盒狭长如水滴状，雕饰联珠纹，釉质匀净润泽，造型独特。
明酱釉白彩云龙麒麟纹盘，口径35cm，底径17cm，高8.0cm。
敞口，弧壁，圈足。通体内外施酱色釉，盘中以白彩绘云龙麒麟，挥洒间勾勒出巨龙游于云海、麒麟踞于云端之景，十分生动。此盘胎重体大，形制完整，纹饰流畅，体现出豪放潇洒的艺术特点。
明青花矾红彩缠枝莲纹梅瓶，口径6.7cm，底径13cm，高34.3cm。
小口，短颈，长圆腹，圈足。外壁以青花矾红彩装饰，青料绘缠枝莲花，间饰矾红彩。
明青花折枝花卉纹军持，口径6.0cm，底径9.5cm,高16.5cm，腹径16cm。
侈口，长颈，圆鼓腹，平底。肩部置一金属制短流，无柄。通体青花装饰，腹部绘折枝花卉纹纹，花叶疏密有致，青花发色鲜艳莹润。金属短流雕饰一圈云纹与吉祥结。军持为宗教中用以饮水或净手的器皿，其造型独特，堪称珍品。
明外酱釉里青花山水人物纹小碟，口径10.3cm，足径6.3cm，高2.0cm。
敞口，浅腹，圈足。胎质坚硬，胎体较薄，碟外施酱釉，釉色均匀；碟内沿饰一圈梳篦纹，碟心绘山水人物。青花发色浓艳，晕染其间，又以寥寥几笔勾勒出山、水、船、树、老翁等形象，远近错落，生动自然。
清青花花草纹壶，口径5.0cm，底径5.2cm,高9.0cm，腹径10cm。
瓜棱形，曲柄，短弯流，瓜形盖，圈足。盖及腹部绘花草纹，青花娇艳青翠，清新明快，花枝花叶层次分明，颇得工笔花鸟技法之妙。此壶造型精致，纹饰简洁，淡雅中更添几分闲逸之趣。
清青花楼阁山水纹八方盘，通长19.7cm，通宽14.3cm，高2.0cm。
较普通八方盘略长，形制独特，内以青花装饰，盘心绘阁楼山水纹，青花发色艳丽。
清青花楼阁山水纹杯，口径9.2cm，高12.5cm。
杯呈筒形，平底，杯身一侧有扁形把，便于持拿。青花底釉青白亮丽，厚润透明。呈色深艳明亮，如蓝宝石一般，有如水墨画的墨晕。
清青花楼阁山水纹盘，口径18.5cm，底径10.2cm，高3.6cm。
折沿，浅弧壁，圈足，盘心以青料绘阁楼山水。胎薄体轻，造型优美，青花发色艳丽。
清青花楼阁山水纹折腹碗，口径14.3cm，底径4.9cm，高6.0cm。
敞口，腹内削，腹底向内平折，小足。釉质莹润，青花色泽明快，构图层次清晰。
清瑞狮形香插，通长14.5cm，通宽7.2cm高24.8cm。
香插在古代是被用于改善居室环境的一种焚香工具，此件瑞狮形香插外部施透明釉，釉上彩饰，底部无釉。狮子昂首而立，前蹄踏于石墩之上，凛凛生威，造型十分独特。
宋青白釉刻划花执壶，口径7.0cm，足径7.0cm，高18.0cm。
撇口，直颈，折肩，扁圆腹，一侧置弯曲的长流，另一侧置曲柄，圈足。通体施青白釉，釉色莹润，白中泛青，所刻花纹在匀净的青白釉面上若隐若现，素雅恬静。此壶柄、底等处均附有白色珊瑚凝结物，如向人们诉说着那潜藏于海底千年的故事，还有那千帆往来、繁盛一时的海上丝绸之路。