พิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทย เป็นพิพิธภัณฑ์ที่สากลเรียกว่า Natural History Museum อันเป็นสถานที่รวบรวมและจัดแสดงวัตถุธรรมชาติ (ธรรมชาติวิทยา) ทั้งในด้านธรณีวิทยา พฤกษศาสตร์ สัตวศาสตร์สถานที่ตั้งและวัตถุประสงค์การก่อตั้งพิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทย ตั้งอยู่ริมทะเลบริเวณเขาหมาจอ ตำบลแสมสาร อำเภอสัตหีบ จังหวัดชลบุรี ตรงข้ามเกาะแสมสาร การก่อตั้งพิพิธภัณฑ์ฯ มาจากโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริในสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารีสนองพระราชดำริโดยกองทัพเรือ หรือ อพสธ.-ทร. ตั้งแต่ พ.ศ.2541 การอนุรักษ์ทรัพยากรทางทะเลเป็นภารกิจหนึ่งที่กองทัพเรือดำเนินงานเพื่อความมั่นคงของประเทศ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี พระราชทานแนวพระราชดำริ "ให้สำรวจจากยอดเขาถึงใต้ทะเล"การดำเนินงานของ อพสธ.-ทร.เป็นความร่วมมือระหว่างกองทัพเรือกับนักวิชาการสถาบันการศึกษาที่สนองพระราชดำริ ทำงานร่วมกันในการศึกษาทรัพยากรทั้งกายภาพและชีวภาพ ได้แก่ ทรัพยากรทางธรณีวิทยา น้ำทะเล ทรัพยากรสิ่งมีชีวิตบนบกและในทะเล ได้แก่ แพลงก์ตอน สาหร่าย ไลเคนส์ ปะการัง หอย ป่าชายเลน เป็นต้น หน่วยงานหลักกองทัพเรือที่รับผิดชอบในการนำนักวิชาการไปสำรวจทรัพยากรธรรมชาติเกาะและทะเลไทย คือ หน่วยบัญชาการสงครามพิเศษทางเรือ กองเรือยุทธการ (นสร.-กร.) และหน่วยงานอื่นในกองทัพเรือร่วมดำเนินการ ได้แก่ กรมช่างโยธาทหารเรือ ออกแบบและก่อสร้างอาคารพิพิธภัณฑ์ฯ กรมกิจการพลเรือนทหารเรือ กรมอุทกศาสตร์ กรมวิทยาศาสตร์ทหารเรือ การทำงานร่วมกันระหว่างนักวิชาการผู้เชี่ยวชาญแต่ละฐานทรัพยากรกับกองทัพเรือภายใต้โครงการ อพสธ.-ทร.นี้ ได้ทำให้เกิดองค์ความรู้ งานวิจัยที่ดำเนินงานต่อเนื่องและเกิดผลประโยชน์ต่อประเทศอย่างมากมายหลายโครงการ ตัวอย่างเช่น งานวิจัยดีเด่นคณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเรื่อง การเพาะพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศ ซึ่งดำเนินการตั้งแต่ 2549 จนถึงปัจจุบัน (พ.ศ.2561) บนพื้นที่เกาะแสมสาร พิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทย เริ่มออกแบบก่อสร้างอาคารจัดแสดงตั้งแต่ปี 2546 โดยกรมช่างโยธาทหารเรือ และออกแบบผังแม่บทการจัดแสดงนิทรรศการ 4 อาคารแรก โดยภาควิชาสถาปัตยกรรมภายใน สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้า เจ้าคุณทหารลาดกระบัง (อพสธ.-สจล.) มีวัตถุประสงค์ให้เป็นพิพิธภัณฑ์ที่มีชีวิต (Live Museum) องค์ความรู้เรื่องฐานทรัพยากรและการอนุรักษ์เรียนรู้ผ่านพื้นที่โดยรอบและอาคารจัดแสดง ได้แก่ เส้นทางศึกษาธรรมชาติบนเขาหมาจอ เส้นทางศึกษาธรรมชาติทางทะเล ป่าคนสร้าง (ป่าชายเลนที่ปลูกขึ้นใหม่) สวนพฤกษศาสตร์เกาะและทะเลไทยบนเกาะแสมสาร อาคารจัดแสดง 5 อาคาร รวมทั้งกิจกรรมศึกษาธรรมชาติและการอนุรักษ์ทรัพยากรบนฝั่งเขาหมาจอและบนเกาะแสมสาร พิพิธภัณฑ์ฯ ได้เปิดให้บริการตั้งแต่วันที่ 30 ตุลาคม 2550 ในช่วงเวลาการจัดงานประชุมวิชาการทรัพยากรไทย : ประโยชน์แท้แก่มหาชน ซึ่งอพสธ.-ทร.เป็นเจ้าภาพจัดงาน และสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จฯทรงเปิดงานประชุมวิชาการและเปิดพิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทย การจัดแสดงภายในพิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทยอาคารจัดแสดงปลูกสร้างไต่ระดับจากเนินเขาถึงยอดเขาหมาจอ อาคารทั้งห้ามีชื่อที่สื่อถึงการจัดแสดงนิทรรศการ ได้แก่ เทิดพระเกียรติมหาราช (อาคาร 1) ปวงปราชญ์ร่วมรวมใจ (อาคาร 2) ใฝ่เรียนรู้ผู้ฉลาด (อาคาร 3) พิฆาตความไม่ดีที่ประจักษ์ (อาคาร 4) และพิทักษ์ศักยภาพทะเลไทย (อาคาร 5) ซึ่งเป็นอาคารบนยอดเขารูปพัด สามารถมองเห็นหมู่เกาะแสมสาร เกาะแห่งการอนุรักษ์ มุมมอง 360 องศา สำหรับเนื้อหาการจัดแสดงในพิพิธภัณฑ์ รวมทั้งสวนพฤกษศาสตร์และเส้นทางศึกษาธรรมชาติบนเกาะแสมสาร จะประมวลมาจากผลการสำรวจเกาะต่างๆ ของไทยในโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริฯ โดยคณะปฏิบัติงานวิทยาการ หรือคณะนักวิทยาการหลายสาขาจากหลายสถาบัน ที่อุทิศตนอาสาสมัครเข้ามาปฏิบัติงานร่วมในโครงการฯ ได้นำตัวอย่างและงานวิจัยในเรื่องพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ ดิน หินแร่ มาจัดแสดง และต่อไปจะมีการปรับเปลี่ยนเพิ่มเติมในโอกาสที่เหมาะสมด้วย