Коллекция музея появилась задолго до открытия самого музея. А в 1916 году состоялось открытие музея-заповедника. До этого экспонаты музея хранились в городской библиотеке. Во время Великой Отечественной войны коллекция сильно пострадала, в 1960 году благодаря усилиям сотрудников экспонаты музея были восстановлены и музей снова начал работать. В память о тяжелых военных временах в музее была создана диорама «Освобождение Новороссийска от немецко-фашистских захватчиков 1943 г.». Основными составляющими экспозиции это: предметы этнографии и быта, археологические находки, оружие, фото, награды, реликвии военного времени, мемориальные вещи.
Новороссийский краеведческий музей представляет собой комплекс постоянных выставок таких, как «Природа Новороссийского района. Охрана окружающей среды», «Старый Новороссийск», «Историческое золото и серебро», «Реликвии Великой Отечественной войны». Имеется также мемориальная экспозиция под названием «Оружие и боевая техника периода Великой Отечественной войны», выставочный зал, командный пункт восемнадцатой армии и Новороссийской военно-морской базы, мемориальные комплексы, памятник-ансамбль «Малая земля»и «Дом-музей Островского».