博物馆主展区建筑面积约8,000平方米，基本陈列位于主展区一层、二层，包括千秋古关、近代海关、现代海关三个部分。专题展厅和临时展厅位于地下一层。此外还有“海关902”艇专题展厅。

中国海关博物馆现有藏品32,000余件，涵盖了从战国时期至当代各个历史时期的海关重要文物。其中既有“关”字瓦当、粤海关十两银锭、1894年“中国灯塔图”、大龙邮票、晚清海关总税务司赫德使用过的邮袋、李鸿章题写的“津海新关”木匾等海关历史文物，也有新中国首任海关总署署长任命书、见证*南方谈话的“海关902”艇等当代海关文物，还有海关查获的雪豹标本、东北虎皮等走私物品。