Основное направление научно-просветительного отдела ЦВММ – экскурсии и образовательные программы для всех возрастных категорий.
По статистике до 80% посетителей ЦВММ младше 21 года. Поэтому большинство экскурсионно-образовательных программ адресованы подрастающему поколению – школьникам, учащимся средних специальных учебных заведений, воспитанникам довузовских образовательных учреждений Министерства обороны РФ, курсантам, а также студентам вузов.
Занятия выстроены в соответствии с учебными планами образовательных учреждений и, как правило, осуществляются в форме тематических экскурсий, уроков живой истории, циклов интерактивных игр и адаптированных игровых занятий. Военно-техническая специфика музея позволяет охватывать практически все базовые предметы общеобразовательной программы, программ среднего специального и высшего образования – от истории и географии до физики и других технических дисциплин.
Специалистами музея разработаны, апробированы и осуществляются оригинальные культурно-образовательные мероприятия и циклы, учитывающие возрастную психологию. План проведения мероприятий привязан к важным памятным датам истории Отечества и ВМФ России, и, таким образом, в музее отмечаются практически все Дни воинской славы России, юбилеи выдающихся исторических и морских деятелей, проводятся встречи с ветеранами. Одно из направлений деятельности по патриотическому воспитанию — проведение в стенах музея торжественных церемоний для кадетских классов, школьников, юнармейцев, студентов, курсантов, военнослужащих срочной службы и Росгвардии.
Активно привлекаются педагоги и специалисты дополнительного образования, регулярно проходят специальные семинары, оказывается методическая помощь школьным музеям.
С 2023 года отдел взял на себя еще одно направление в просветительской деятельности, не свойственное музею, но в ЦВММ ставшее своеобразным продолжением традиций флотских морских экипажей - это театрально-концертная деятельность. Отдел курирует работу "Музыкального салона в Морском музее".