El Museo Marítimo Nacional tiene dependencia directa de la Secretaría General de la Armada y está encabezado administrativamente por la Dirección. Asociada a ella, se encuentran: la oficina de Asesoría de Dirección Técnica de Museos Navales que tiene a su cargo la creación e implementación de normas museográficas y de conservación para las colecciones que poseen y mantienen los Museos Navales del país; y la oficina de Relaciones Públicas, que tiene a su cargo la difusión de las actividades que realiza permanentemente la institución y sus relaciones con otros estamentos y la comunidad.

Como toda repartición naval, el Museo cuenta con una Jefatura Militar, encargada del cumplimiento de las normas establecidas por la Institución para todo el personal de la Armada, en coordinación con la Dirección.

Por otro lado, el Museo se compone de cinco Departamentos: Museología, Archivo y Biblioteca, Conservación, Apoyo Operacional y Finanzas, encargados del funcionamiento óptimo de la institución en coordinación permanente.