Klaipėdos laikrodžių muziejuje yra per 1700 originalių bei retų laikrodžių ir rekonstrukcijų. Laikrodžių ekspozicija papildyta atitinkamo stiliaus baldais, interjero detalėmis, graviūromis. Muziejaus kiemelyje įrengtas Saulės laikrodžių parkas.
Laikrodžių muziejaus ekspoziciją sudaro dvi dalys. Pirmame aukšte atskleidžiami laiko matavimo principai ir laikrodžių konstrukcijų raida nuo senovės iki šių dienų. Lankytojai supažindinami su kalendoriais, senoviniais saulės, vandens, ugnies, smėlio, mechaniniais ir kitais laikrodžiais.
Antrame aukšte atskleistas mechaninių laikrodžių formų ir dizaino kitimas nuo renesanso iki moderno stilių (XVI–XX a.). Ekspozicijoje pristatomi garsių Europos ir Lietuvos laikrodininkystės meistrų – vilniečio Teodoro Tarasovigo (Theodor Tarasowig), šveicarų Abrahamo Lui Bregė (Abraham Louis Breguet) ir Teodoro Pereto (Theodore Perret) bei kitų darbai.