Το μουσείο στεγάζεται σε διώροφο κτήριο στην Πειραϊκή και διαθέτει και υπαίθριο αρχαιολογικό χώρο. Θεμελιώθηκε το 1966 σαν επέκταση του παλαιού κτηρίου που σήμερα στεγάζει αποθήκη γλυπτών και άνοιξε τις πύλες του στο κοινό το 1981. Τα εκθέματά του καλύπτουν δέκα αίθουσες των δύο ορόφων, ενώ στο υπόγειο βρίσκονται εργαστήρια συντήρησης πήλινων, μεταλλικών και λίθινων αντικειμένων και η αποθήκη του μουσείου, όπου φυλάσσονται αρχαιολογικά ευρήματα από την περιοχή του Πειραιά, την παραλιακή ζώνη και τα νησιά.
Το σημαντικό αυτό μουσείο προσφέρει στον επισκέπτη την αντιπροσωπευτική και πλήρη εικόνα της ιστορίας της πόλης, η οποία στην αρχαιότητα γνώρισε μεγάλη ακμή ως εμπορικό κέντρο της Ανατολικής Μεσογείου και ως πολεμικός ναύσταθμος της αρχαίας Αθήνας, αλλά και της παραλιακής ζώνης και των νησιών του Αργοσαρωνικού από την μυκηναϊκή έως και τη ρωμαϊκή εποχή.
Μερικά από αυτά είναι ιδιαίτερα σπάνια, όπως τα περίφημα χάλκινα αγάλματα, το εντυπωσιακό μνημείο της Καλλιθέας, τα ειδώλια του μινωικού ιερού κορυφής των Κυθήρων και του μυκηναϊκού ιερού των Μεθάνων Θα θαυμάσετε, επίσης, το αρχαιότερο σωζόμενο χυτό άγαλμα στον ελλαδικό χώρο, έναν κούρο αφιερωμένο στο θεό Απόλλωνα, δύο αγάλματα της Αρτέμιδος κι ένα θεατρικό τραγικό προσωπείο -όλα ορειχάλκινα έργα του 4ου αι. π.Χ. Εδώ εκτίθεται και ο μαρμάρινος λέων του Μοσχάτου, ο οποίος ήταν επιτύμβιο ανάθημα, το ταφικό μνημείο του Νικήρατου κι ένα χάλκινο έμβολο μήκους 0,8 μέτρων, από αθηναϊκή τριήρη.
Θεματικές ενότητες:
Αναπτύσσεται στις ακόλουθες θεματικές ενότητες, που είναι δομημένες κατά χρονολογική σειρά, έτσι ώστε ο επισκέπτης να αντιλαμβάνεται την πορεία της πόλης, τη σημασία και την εξέλιξή της στις διάφορες περιόδους, καθώς και τη σχέση της με την ιστορία της Αθήνας:
Υπαίθριος αρχαιολογικός χώρος:
Mέσα στον περίβολο του Αρχαιολογικού μουσείου του Πειραιά βρίσκεται το θέατρο Ζέας που χρονολογείται στην ελληνιστική εποχή. Εχει αρκετές ομοιότητες με το θέατρο του Διονύσου, στους πρόποδες της Ακρόπολης, αλλά είναι μεταγενέστερο, αφού κατασκευάστηκε τον 3ο αι. π.Χ. Ήταν εξολοκλήρου κτισμένο από πέτρα της Πειραϊκής χερσονήσου. Έχουν αποκαλυφθεί τα θεμέλια της σκηνής και των παρασκηνίων μαζί με την ορχήστρα και κάποια από τα θεωρεία.
Το μουσείο διαθέτει πωλητήριο και είναι προσβάσιμο σε ΑΜΕΑ.