В центральном зале второго этажа находятся макеты четырех океанографических кораблей Альберта I, в частности, «Принцесса Алиса II». На его борту в 1901 году принц совершил незабываемый траловый лов, вылавливая рыб с рекордной для того времени глубины в 6035 м. На этом судне принц со своей командой также совершили несколько экспедиций на Шпицберген, достигая 80 градусов северной широты.
Рядом с этими макетами находится лаборатория, выполненная в натуральную величину, которая в 1911 году находилась на борту одного из этих исследовательских суден. Также следует осмотреть китобоец, который океанографы использовали в то время для охоты на китов и других млекопитающихся этого семейства, в частности, для извлечения из их желудка глубоководных морских животных, которыми они питались.
Далее можно попасть на экспозицию «Загадки океана», которая поднимает вопросы, связанные с тайнами моря: почему происходят волны, приливы; почему в море соленая вода, происхождение айсбергов и морских течений. Многочисленные макеты и видеофильмы в простой и увлекательной форме отвечают на эти вопросы.
В другом конце второго этажа расположен Зал прикладной океанографии, в котором представлены морские продукты в естественном или обработанном виде: чешуя, губки, перламутры, жемчуг, кораллы и т.п. там же находится удивительный экспонат — гигантский кальмар, подвешенный в центре зала, напоминающий легендарный персонаж одного из романов Жюля Верна. Этот макет воссоздает одного из 13-метровых кальмаров, пойманных в XIX веке у берегов Новой Земли.
Дополняет интерьер подлинная китобойная лодка принца Альберта I, необходимая принцу для экспериментальной ловли кашалотов. Но не только для этого. Охота в то время в кругах аристократии считалась престижным и обязательным атрибутом.
Налево от лестницы находится зал для конференций, кинопоказов и анимаций. Направо — помещение для временных выставок. Центральный холл посвящен персонально капитану Жак-Иву Кусто который являлся директором музея более 30 лет. Небольшая постоянная экспозиция огорожена со всех сторон блоками с кадрами из фильмов и репортжей Кусто. Помимо этого экспозиция обставлена по краям портретами в полный рост самого Кусто и его ближайших соратников. Центр композиции обложен своего рода «жертвенными камнями», на каждом из которых находится изречение покойного директора, относящееся к тому или иному его открытию. Сюда прилагается набор фотографий: глубоководные съемки, опыт одиночного водолазания, жизнь под водой в точение месяца.
Невозможно покинуть Океанографический музей, не посетив террасу на последнем этаже здания, откупи открывается потрясающий вид на княжество Монако и часть побережья (здесь находится панорамный ресторан). В 80 метрах ниже волны Средиземного моря омывают монакскую скалу и основание этого «морского храма».
Океанографический музей разместил в своих степах лабораторию Научного центра Монако — «Европейскую океанографическую обсерваторию», специализирующуюся на изучении кораллов. В музее также находится одна из первых океанографических библиотек мира, фондом которой могут воспользоваться по специальному требованию все желающие навести справки о морском мире.