พิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทย เป็นพิพิธภัณฑ์ที่สากลเรียกว่า Natural History Museum อันเป็นสถานที่รวบรวมและจัดแสดงวัตถุธรรมชาติ (ธรรมชาติวิทยา) ทั้งในด้านธรณีวิทยา พฤกษศาสตร์ สัตวศาสตร์ ทางทะเลเป็นแห่งแรกในประเทศไทย ตั้งอยู่ริมทะเลบริเวณเขาหมาจอ ตำบลแสมสาร อำเภอสัตหีบ จังหวัดชลบุรี อยู่ตรงข้ามเกาะแสมสาร มีพื้นที่ประมาณ 16 ไร่ เป็นหนึ่งใน โครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริฯ สิ่งก่อสร้างมีลักษณะเป็นอาคารไต่ระดับเขาถึงยอดเนินเป็นอาคารรูปพัด เพื่อให้มองเห็นทัศนียภาพมุมกว้างของเกาะและทะเลโดยมุ่งที่จะให้ผู้ชมเห็นความงดงามของท้องทะเล แล้วเกิดจินตนาการและความปิติที่จะรักษาทรัพยากรธรรมชาติไว้ตามแนวพระราชดำริพระราชทานของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ที่ว่า “ให้สำรวจตั้งแต่ยอดเขาถึงใต้ทะเล” กองทัพเรือได้น้อมเกล้าฯ รับพระราชดำริมาประมวลเป็นรูปแบบการก่อสร้างและหลักการการจัดการพิพิธภัณฑ์ฯ จนกระทั่งบัดนี้การก่อสร้างพิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทยบนฝั่งแสมสารรวมทั้งสวนพฤกษศาสตร์ และเส้นทางศึกษาธรรมชาติบนเกาะแสมสารแล้วเสร็จสมบูรณ์และเปิดให้บริการแล้วตั้งแต่ 30 ตุลาคม พ.ศ. 2550
สำหรับเนื้อหาการจัดแสดงในพิพิธภัณฑ์ รวมทั้งสวนพฤกษศาสตร์และเส้นทางศึกษาธรรมชาติบนเกาะแสมสาร จะประมวลมาจากผลการสำรวจเกาะต่างๆ ของไทยในโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริฯ โดยคณะปฏิบัติงานวิทยาการ หรือคณะนักวิทยาการหลายสาขาจากหลายสถาบัน ที่อุทิศตนอาสาสมัครเข้ามาปฏิบัติงานร่วมในโครงการฯ ได้นำตัวอย่างและงานวิจัยในเรื่องพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ ดิน หินแร่ มาจัดแสดง และต่อไปจะมีการปรับเปลี่ยนเพิ่มเติมในโอกาสที่เหมาะสมด้วย
