Οι συλλογές του Ναυτικού Μουσείου Λιτοχώρου περιλαμβάνουν αντικείμενα που σχετίζονται με τη θάλασσα και τη ναυτιλία. Η παρουσίαση τους γίνεται σε συνάρτηση με τις ιστορικές, γεωγραφικές, οικονομικές, κοινωνικές και πολιτιστικές συνθήκες της εποχής στην οποία ανήκουν. Τα αντικείμενα που αποτελούν τις μόνιμες συλλογές του μουσείου προέρχονται κατά το μεγαλύτερο μέρος από δωρεές ναυτικών οικογενειών του τόπου, οι οποίοι δωρίζοντας τα κειμήλια που είχαν στην κατοχή τους, στήριξαν την ευγενή προσπάθεια του μουσείου για τη διάσωση της ναυτικής κληρονομιάς και ιστορίας του τόπου τους. Τα υπόλοιπα αντικείμενα, σύμφωνα με τη συλλεκτική πολιτική του μουσείου, αγοράστηκαν από συλλέκτες ναυτικών κειμηλίων.
Συγκεκριμένα, η συλλογή του μουσείου περιλαμβάνει μέχρι στιγμής περί τα 1.000 αντικείμενα, μέρος των οποίων αποτελεί το φωτογραφικό του αρχείο. Τα υπόλοιπα αντικείμενα ανήκουν στις κατηγορίες χαλκοτεχνία, μεταλλοτεχνία, ξυλοτεχνία, κεραμική, εργαλεία-μηχανές, όπλα, μακέτες, γυάλινα, αρχειακό υλικό, ενδυμασία και εξαρτήματα και υφασμάτινα είδη.
Επίσης, υπάρχει και η πινακοθήκη του μουσείου με έργα που απεικονίζουν κατά κύριο λόγο Λιτοχωρίτικα σκαριά. Η μόνιμη συλλογή, που λειτουργεί από το 2004, είναι οργανωμένη μουσειολογικά σε δύο θεματικές ενότητες. Στην πρώτη παρουσιάζεται η τοπική ναυτική ιστορία μέσα από ημερολόγια, ναυτολόγια και χειρόγραφα Λιτοχωριτών ναυτικών. Στη δεύτερη εκτίθενται αντικείμενα που αφορούν γενικότερα τη ναυτιλία και τη ζωή στη θάλασσα.
Στόχος του μουσείου είναι η οργάνωση μιας δεύτερης μόνιμης έκθεσης σε ξεχωριστό χώρο, που αναμένεται να εγκαινιαστεί σύντομα. Την ίδια χρονική περίοδο θα λειτουργήσει στον χώρο του μουσείου και η Βιβλιοθήκη, η οποία θα περιλαμβάνει περί τους 1.000 τίτλους Βιβλίων εθνολογικού, ιστορικού και ναυτικού περιεχομένου. Σε στάδιο οργάνωσης βρίσκεται και εκπαιδευτικό πρόγραμμα για παιδιά δημοτικού σχολείου.
Τέλος, τον Σεπτέμβριο του 2008 πραγματοποιήθηκε το Ζ’ Πανελλήνιο Συνέδριο Ελληνικών Ναυτικών Μουσείων, διοργάνωση του Ναυτικού Μουσείου Λιτόχωρου και του Δήμου Λιτόχωρου.
