水生生物馆包括演化厅、淡水厅和海水厅，观众在这里可以学习鱼类起源和演化的相关知识，观察水生生物的生活情况，了解其生活习性以及行为特点。展厅中展出了许多非常珍贵的鱼类标本，比如对研究水生生物登陆具有重要意义的拉蒂迈鱼、饱经沧桑的肺鱼、长江中的中华瑰宝——中华鲟等等。这里还展出了100多种水生生物，其中热带观赏鱼包括淡水鱼和海水鱼，它们或色彩艳丽，或体形怪异，或生活习性奇特，可谓琳琅满目，令人赏心悦目；还有爬行类的海龟、两栖类的泥螈、无脊椎动物中的海葵和珊瑚等等。

    “神奇水幻世界”是我馆新推出的项目，其充分利用空间条件，突出了水域环境的特点，观众就像潜入了神秘的海底，可低头俯瞰到美丽的珊瑚和贝壳，四周是栩栩如生的鲨鱼、章鱼和珊瑚，走廊一边则是叠水式鱼缸，美丽的小鱼更增添了水生生物的活泼情趣。展厅内充分体现了生态缸内水生生物的自然特点，让观众能够在展厅四周及脚下各个不同方位观赏到水生生物，凌空走上水面感受惊险后又能立即俯瞰观赏鱼类，体验到从背面观赏鱼类的乐趣，并了解到鱼类在水中游动时背鳍和尾鳍的摆动特点。圆弧形生态缸让观众能从最佳观赏角度欣赏水生生物，高清晰度的玻璃、炫彩的灯光将水生生物的美丽和神秘衬托到极至。水生生物展厅内使用了新型顶棚材料，似一面面朦胧的水镜，其顶部反射出水生生物摇曳的身姿和绚丽的色彩及水波纹，置身于展厅让人仿佛进入了一个神秘的水生生物世界，是没有任何压力和危险的潜水感觉，而四周的只有水的幻影和鱼类的倩影。

    展厅内配备了大量图文并茂的展板，让观众能够在观赏娱乐的同时了解到丰富的水生生物知识。除了布置独特的展厅之外，展厅内还开发了触摸池的动手项目，不仅让观众能够欣赏的水生生物，还能享受和水生生物亲密接触的乐趣。展厅内安置了多台触摸屏，内容分别包括 食人鲳的故事、水域富氧化现象及成因、珊瑚的共生和有趣的鱼医生、小鱼飞飞大冒险、趣趣拼图等。这些利用Flash动画特效制作的游戏为观众提供了娱乐式的科学内容，让观众能通过多媒体技术了解水域环境和水生生物的生活习性及特点。

    在水幻世界一期展厅开放之际，该展厅还推出了金鱼展览。独特新颖的展厅内陈设了各种金鱼品种，包括堞尾、琉金、珍珠鳞、水泡、鹤顶红等名贵的种类。这些金鱼争奇斗艳，更以图文并茂的展板形式为观众提供了许多有趣的科学内容知识，例如金鱼认祖归宗、金鱼名称由来、 金鱼家族演化史等等。娃娃鱼是一类有趣而古老的两栖动物，水族馆中还专门辟有娃娃鱼专题展览，采用展示活体和展板的形式为观众揭开娃娃鱼的神秘面纱，并介绍了相关科学知识。