黄骅市博物馆内设有序厅、黄骅市战国秦汉古城文明展展厅、海洋生物展厅和陈茂才书法艺术展厅4个展厅。

序厅，运用浅浮雕的艺术表现手法，以“九河归海 丰饶福地”为主题，用10幅大型图片再现了黄骅悠久而富有文化底蕴的历史和多彩而充满生机活力的现状。

黄骅市战国秦汉古城文明展展厅，通过展示战国秦汉时期6座有代表性的古城，反映了黄骅市在战国秦汉时期的历史地位和文化底蕴，对研究黄骅乃至战汉时期整个东北亚的贸易往来、文化交流、建筑风格、丧葬习俗等都有重要的参考价值。

海洋生物展厅，设计新颖、构思精巧、内容丰富，集趣味性、知识性、互动性于一体，设置了海洋生物电子图书馆、游戏互动区、珊瑚群区等。展览通过动漫、场景复原等多种形式，运用多媒体技术，采用真实标本还原海洋生物的生活场景，展出鲸鲨、蝠鲼、海豹、中华鲟、翻车鱼等大型鱼类标本100余种，龟类3种，以及贝壳200余种、海藻40余种。

陈茂才书法艺术展厅，展出书法作品50余幅，并运用图片和多媒体介绍了其艺术人生中的书法创作、义书助教以及海峡两岸文化交流等。