Ещё в 1897 году в нижней части здания Института биологии южных морей был создан первый в стране аквариум с морскими животными. Это один из старейших в Европе и единственный морской аквариум в Украине.

В коллекции аквариума представлены обитатели Чёрного моря, коралловых тропиков Красного моря, Амазонки, Африканских озёр и Юго-Восточной Азии. В настоящее время в аквариуме работают 4 зала.

Витрины  первого зала музея-аквариума занимаетколлекция живых тропических рыб и беспозвоночных животных, наиболее характерных для коралловых рифов.

Второй зал представляет коварных крылаток, небезопасных рыб-хирургов, расписных спинорогов и настоящих акул. Здесь же находится обширный центральный бассейн диаметром 9 метров и глубиной 2,5 метра. В нём можно увидеть живых крупных рыб: азово-черноморского осетра, белугу, акулу-катрана, ската, огромных морских котов. Здесь же видны стайки «мелочи»: ставриды, луфаря, султанки, полосатого окуня, речного угря и других.
Необычайно красив живой коралловый мир. Поверхность одних кораллов почти гладкая, усеянная мелкими ячейками, у других – края ячеек острые, и коралл кажется колючим. Бывают кораллы в виде ветвей, образующих колючий шаровидный кустик; некоторые – напоминают раскрытый веер… Особенно красивы рыбы коралловых рифов, которые от природы наделены яркостью и  необычной формой…

В третьем зале — царство тропических рептилий: здесь живут обманчиво спокойный крокодиловый кайман, добродушная морская черепаха логгерхед и мягкотелая черепаха нильский трионикс…

Четвёртый зал посвящён наиболее экзотическим и интересным тропическим рыбам и рептилиям. Для содержания экзотических рыб и рептилий в террариумах и аквариумах созданы имитации скальных пород и дерева.