เมื่อเดือนมกราคม พ.ศ. 2539 พิพิธภัณฑ์ได้เปิด Outer Bay wing สำหรับจัดแสดงระบบนิเวศทะเลเปิดของ Monterey's Outer Bay ซึ่งนอกจากจะมีตู้ขนาดล้านแกลลอนแล้ว ยังมีตู้รูปวงแหวนแสดงฝูงปลาในวงศ์ปลาแมว 3,000 ตัว (ปลาที่เคยเป็นรากฐานสำคัญของเศรษฐกิจของ Monterey) ว่ายทวนกระแสน้ำ

ส่วน Outer Bay เปิดให้เข้าชมเมื่อเดือนกันยายน พ.ศ. 2547 เป็นส่วนที่จัดแสดงฉลามขาวยักษ์เพศเมีย ซึ่งนับเป็นตัวแรกที่สามารถนำมาจัดแสดงในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำได้ ฉลามตัวนี้อยู่ที่พิพิธภัณฑ์เป็นเวลา 198 วัน และถูกปล่อยไปเมื่อวันที่ 31 มีนาคม พ.ศ. 2548 หลังจากกัด Soupfin shark สองตัวในตู้เดียวกัน ซึ่งทั้งสองตัวได้ตายลงในเวลาต่อมา เจ้าหน้าที่พิพิธภัณฑ์เชื่อว่าฉลามอาจแสดงออกเช่นนั้นเพื่อปกป้องอาณาเขตเนื่องจากไม่ได้มีท่าทีว่าจะกินฉลามอีกสองตัวเลย เมื่อเย็นวันที่ 31 สิงหาคม พ.ศ. 2549 พิพิธภัณฑ์ได้นำฉลามขาวเพศผู้ที่ยังไม่โตเต็มที่เข้ามาจัดแสดงในส่วน Outer Bay ฉลามตัวนี้ถูกจับมาจากนอกอ่าว Santa Monica เมื่อวันที่ 17 สิงหาคม[5] และถูกปล่อยไปเมื่อวันที่ 16 มกราคม พ.ศ. 2550 ในระหว่างที่อยู่ที่พิพิธภัณฑ์ ฉลามตัวนี้เจริญเติบโตขึ้นจากความยาว 5-foot-8 และน้ำหนัก 103 ปอนด์ เป็นความยาว 6-foot-5 และน้ำหนัก 171 ปอนด์ ข้อมูลจากฉลามขาวตัวที่สองนี้ถูกส่งกับมาที่เจ้าหน้าที่พิพิธภัณฑ์จาก pop-off satellite tag หลังจากปล่อยไป 90 วัน ต่อมาเมื่อวันที่ 18 สิงหาคม พ.ศ. 2550 พิพิธภัณฑ์ได้นำฉลามขาวมาจัดแสดงเป็นตัวที่สาม ซึ่งเป็นเพศผู้ที่ยังไม่โตเต็มที่เช่นเดียวกับตัวที่สอง ขนาดตัวยาว 4 ฟุต 9 นิ้ว และหนัก 67.5 ปอนด์ โดยถูกจับหลังจากติดอยู่กับเครื่องจับสัตว์น้ำเช่นเดียวกับฉลามเพศเมียตัวแรก และเคยอยู่ใน ocean holding pen นอกฝั่งมาลิบู ทางใต้ของแคลิฟอร์เนีย เพื่อเฝ้าสังเกตว่าสามารถกินอาหารและว่ายน้ำในพื้นที่จำกัดได้ดีหรือไม่ ต่อมาได้ปล่อยไปเมื่อวันที่ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2551 ฉลามขาวตัวที่สี่เป็นเพศเมีย จัดแสดงในพิพิธภัณฑ์ระหว่างเดือนสิงหาคมถึงกันยายน พ.ศ. 2551 และถูกปล่อยไปอย่างรวดเร็วเนื่องจากกินอาหารได้น้อย[6] และเมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2552 ก็ได้นำฉลามขาวเพศเมียอีกตัวหนึ่งมาจัดแสดงในส่วน Outer Bay และมีรายงานว่าการจัดแสดงเป็นไปอย่างเรียบร้อย[7]

เมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ. 2551 พิพิธภัณฑ์ได้เปิดตู้จัดแสดงนกเพนกวินเพิ่มเติมจากตู้จัดแสดงนากทะเลที่เป็นที่นิยมแล้ว โดยได้นกเพนกวิน 19 ตัวมาจาก Aquarium of the Americas ในนิวออร์ลีนส์ พร้อมกับนากทะเลอีกสองตัว หลังจากพิพิธภัณฑ์เสียหายอย่างหนักจากพายุเฮอร์ริเคน Katrina

ในบรรดาส่วนจัดแสดงต่าง ๆ มีตู้ขนาดใหญ่อยู่สามตู้ ได้แก่

Monterey Bay Habitats

เป็นตู้ทรงนาฬิกาทราย ยาวกว่า 27 เมตร บรรจุน้ำ 350,000 แกลลอน มีกระจกหน้าต่างอะคริลิกหนา 3-4 นิ้ว จัดแสดงระบบนิเวศแบบต่าง ๆ ในอ่าว Monterey ทั้งแนวปะการัง โขดหิน ผิวทะเล พื้นทรายก้นทะเล เป็นต้น ตู้ทรงนาฬิกาทรายทำให้ฉลามขนาดใหญ่ในตู้สามารถว่ายน้ำได้อย่างสะดวก

ตัวอย่างสัตว์ที่จัดแสดง : California halibut, Broadnose sevengill shark, White sturgeon, Common murre

Kelp Forest

เป็นตู้สูง 8.40 เมตร ซึ่งเป็นตู้แสดงสัตว์น้ำที่สูงที่สุดแห่งหนึ่งในโลก และเป็นตู้แสดงระบบนิเวศแบบ Kelp forest แห่งแรกของโลก จัดแสดง Giant kelp และสัตว์ต่าง ๆ ที่อาศัยอยู่ Kelp forest ออกแบบให้สามารถรับชมได้เหมือนมุมมองของนักดำน้ำจากกระจกอะคริลิกหนา 7.25 นิ้ว กว้าง 2.4 เมตร สูง 4.8 เมตร และหนักแผ่นละ 2.8 ตัน นำมาต่อกันเป็นหน้าต่าง ด้านบนตู้เปิดให้ได้รับแสงอาทิตย์ มีระบบสูบน้ำทะเลเข้ามาในตู้ด้วยอัตรา 2,000 แกลลอนต่อนาที และมีระบบกรองน้ำที่สูบเข้ามาในเวลากลางวัน ขณะที่เวลากลางคืนระบบกรองจะไม่ทำงาน

ตัวอย่างสัตว์ที่จัดแสดง : Leopard shark, Pacific sardine, California sheephead, Cabezon, Rockfish

Outer Bay

เป็นตู้ที่ใหญ่ที่สุดในพิพิธภัณฑ์ จัดแสดงปลาที่อาศัยอยู่ในทะเลเปิด มีหน้าต่างกระจกยาว 16.95 เมตร สูง 5.10 เมตร หนา 13 นิ้ว และหนัก 78,000 ปอนด์ จัดเป็นหนึ่งในกระจกหน้าต่างที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยสามารถชมได้จากชั้นต่าง ๆ สามชั้นของอาคาร แต่ละวันจะมีน้ำหมุนเวีนในตู้ประมาณ 1.3 ล้านแกลลอน โดยเป็นน้ำทะเลจากทะเลโดยตรง 80,000 แกลลอน ที่เหลือเป็นน้ำที่ใช้แล้วที่กรองแล้วหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ แต่น้ำปริมาณ 1 ใน 3 จะอยู่ด้านหลังผนังรูปโค้งที่ทำจากฉนวนใยแก้ว ผนังนี้ทำให้เกิดมุมมองจากกระจกหน้าต่างอย่างลื่นไหลเหมือนไม่มีผนังด้านหลัง น้ำในตู้ถูกควบคุมให้มีอุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 20 องศาเซลเซียสเสมอ ซึ่งสูงกว่าน้ำในอ่าว Monterey เวลากลางคืนท่อใต้กระจกหน้าต่างจะปล่อยฟองอากาศออกมาปกคลุมที่กระจก เพื่อให้ปลาในตู้สามารถมองเห็นกระจกและไม่ว่ายชนกระจกเมื่อแสงไฟในพิพิธภัณฑ์เปิดขึ้นในเวลาทำความสะอาด

ตัวอย่างสัตว์ที่จัดแสดง : ปลาพระอาทิตย์, Pelagic ray, Scalloped hammerhead shark, Moon jellyfish, Pacific bluefin tuna