Situé dans le Quartier général de la Marine, au cœur du Paseo del Arte, ce musée dépendant du ministère espagnol de la Défense a pour mission d'acquérir, de conserver, d'étudier et d'exposer au public, à des fins pédagogiques et de divulgation, tout un éventail de pièces et de collections d'une grande valeur historique, artistique, scientifique et technique sur l'histoire navale de l'Espagne, du Moyen Âge à nos jours.
Ses origines remontent à 1792, quand grâce à l’initiative du secrétaire de la Marine de Charles IV, Don Antonio de Valdés et Fernández Bazán, il fut décidé de créer un musée naval à même de réunir toutes les sciences nécessaires à l'instruction de la Marine. Le projet ne se concrétisa néanmoins qu'en 1842 avec son inauguration provisoire au sein du Palacio de los Consejos, dans la Calle Mayor de Madrid. En 1853, il fut transféré au Palacio de los Ministerios, l'ancienne résidence de Godoy située Plaza de la Marina Española, siège du ministère de la Marine.
En 1932, les locaux actuels du musée sont inaugurés dans le même bâtiment que le ministère de la Marine qui occupe alors le premier étage. En 1976, la construction d'un bâtiment annexe est menée pour agrandir l'état-major de la marine, ce qui permit d'augmenter la surface d'exposition et doubler la surface initiale du musée. En 1992, le musée ferme pendant deux ans pour un réaménagement. Enfin en 2020, de nouveaux travaux sont achevés, dotant le musée d'installations modernes et d’amélioration en termes d'accessibilité et agencement des espaces d'exposition.
Les collections du musée, disposées chronologiquement dans les salles, comprennent plus de 12 000 pièces qui se distinguent par leur richesse et leur hétérogénéité. Citons entre autres les collections de maquettes de navires et de cartographie, parmi les plus précieuses du monde, ainsi que les collections d'instruments astronomiques, scientifiques et de navigation, d'arts plastiques et décoratifs, d'armes et de drapeaux, d'uniformes et décorations, d’instruments de navigation, documents ethnographiques et autres objets personnels d'illustres marins. Toutes ces collections sont le fruit de contributions de diverses institutions et organismes, notamment la Famille royale, l'ancien secrétariat de la marine, les anciennes compagnies de garde marine, les bases navales péninsulaires et les ports militaires cubains et des Philippines, le réservoir hydrographique, l'Observatoire royal de la marine de San Fernando et l'Institut hydrographique de Cadix, sans oublier les acquisitions et donations ultérieures faites par des particuliers et diverses institutions.
