中国展区：上海海洋水族馆是全世界唯一一家有独立的中国及长江流域展区来展示中国特有水生生物的水族馆，其中展示的生物大多数均为国家保护动物，包括中华鲟、胭脂鱼、扬子鳄、娃娃鱼（大鲵）。
南美洲区：南美洲拥有世界上种类和数量最多的淡水鱼。巨骨舌鱼作为最大的淡水有鳞硬骨鱼之一，也在这里繁衍生息。亚马逊河是世界上流域面积最广的河流，那里人迹罕至，覆盖着大片热带原始丛林，充满着神秘的色彩。
澳大利亚区： 澳大利亚淡水鱼种类虽然不多，但大多数都是其它地方见不到的特有鱼类。为什么会这样呢？这是因为澳洲大陆与其它大陆板块分隔了约五千万年，两地的鱼类无法接触，无法进行种群杂交，结果使澳大利亚的淡水鱼一直保持着自身的独特性。
非洲区： 非洲不仅有尼罗河、刚果河等河流，还有东非大裂谷带湖区，其中蕴藏着很多种鱼类，最受瞩目的是维多利亚湖、坦噶尼喀湖和马拉维湖的慈鲷科鱼。这些湖泊是在距今50至200万年前形成的，当时由河川进入湖泊的少数鱼，各自适应其新环境，经过无数次分化之后，才演变成今天的大繁荣社会。
东南亚区：东南亚热带雨林是世界上最古老的热带雨林之一，较高的森林覆盖率，壮丽的自然景观和丰富的生物多样性，为生活在这里的生物提供了丰富的食物和理想的栖息地。种类繁多的大型东南亚鱼类在这里“安居乐业”，欣欣向荣的景象尽显无遗。
冷水区： 作为冷水区唯一的展缸---海豹缸，其半弧形亚克力缸体构造是我馆另一个独一无二的设计。在这里您可以同四只可爱的斑海豹近距离的“接触”。
极地区： 听着呼啸而过的风声，企鹅朋友们正翘首以待，欢迎着您的到来。只见它们身着“燕尾服”一摇一摆，展现它们憨态可掬的绅士风采。
海岸区： 进入到这个展区，您将被海洋生物品种之多样性、色彩之丰富及其生活习性之奇特而震撼！著有“活化石”之称的马蹄蟹、会改变性别的珊瑚礁斜坡鱼、被誉为我馆“镇馆之宝”的草海龙、缎带海龙等形态各异的生物将会让您流连忘返！
深海区： 海岸线、海湾和珊瑚礁以外是开阔的海洋，许多远洋捕食性动物在那里游弋出没。
特别展区： 自开馆以来，常年坚持举办的“特别展”一直备受外界瞩目。称其为特别展是因为：它是一个以特殊“馆中馆”形式集合关联生物，综合并集中呈现的主题型展览，它为更多游客全面和有针对性的了解海洋知识和生物创造了更好的平台，也是我们着力体现的科普科教园地。
