В  настоящее время коллекция музея Арктики и Антарктики в Санкт-Петербурге насчитывает около 65 тысяч экспонатов. В ней представлены археологические памятники и реликвии, относящиеся к истории освоения Северного морского пути. В числе экспонатов — приборы и экспедиционное  снаряжение, письменные, картографические и печатные источники, фотодокументы. В фондах музея хранятся фотографии, запечатлевшие многие значительные события в Арктике и Антарктике, в том числе историю первого в мире арктического линейного ледокола «Ермак» (1899-1901), деятельность  Гидрографической экспедиции Северного Ледовитого океана (1910-1915), поход на ледоколе «Красин» для спасения участников итальянской экспедиции на дирижабле «Италия» (1928), работу советских и российских дрейфующих станций «Северный полюс» и первых советских антарктических экспедиций.

Музей Арктики и Антарктики располагает архивами известных полярных  капитанов, советских полярных  исследователей, а также конструкторов первого  атомного  ледокола «Ленин» и атомного ледокола «Арктика». Интересна коллекция живописи и графики, в которой представлены произведения художников А.А.Борисова и Н.В.Пинегина, самобытные творения Тыко Вылка и студентов Института народов Севера, представителей  советского реализма И.П.Рубана, М.А.Канеева, В.В.Фоменко и других, работы участников САЭ Н.И.Швыркова и В.И.Костырского, а также профессионального путешественника Ф.Конюхова. В музее открыты три отдела: «Природа Арктики», «История исследования и освоения Северного морского пути» и «Антарктика». Кроме постоянно действующей экспозиции в музее работают временные выставки, освещающие юбилейные события в истории освоения Арктики и Антарктики.