يضم معرض متحف أونيفالي لعلوم المحيطات، الذي يستمر على مدى ١٤٠٠ قطعة، ما يوفر للزوار لمحة عامة عن التنوع البيولوجي البحري البرازيلي. كما تُضفي الحيوانات الحية في أحواض السمك حيويةً وحركةً على المعرض. ينقسم المتحف إلى سبعة أجنحة مختلفة، وفقًا للمواضيع التالية: الجناح الأزرق - نشأة الحياة وعلم المحيطات يروي هذا الجناح قصة الحياة من خلال أحافير من كل عصر جيولوجي. تُلقي القطع التاريخية الضوء على سحر الحضارات القديمة بالبحر، مُظهرةً رحلات الاستكشاف العظيمة، ومُقدمةً رواد علم المحيطات. كما تُعرض التقنيات الحديثة لاستكشاف المحيطات. الجناح الأحمر - اللافقاريات البحرية تقع هياكل عظمية كلسية لمجموعات مثل المساميات والشعاب المرجانية أمام أحواض السمك، حيث تُعرض حيوانات من نفس النوع حية. وتُعرض أشكال وألوان الرخويات من خلال أصدافها وعيناتها، مثل حبار عملاق محفوظ بالكامل. تُمثل شوكيات الجلد نجوم البحر وقنافذ البحر وخيار البحر. وينتهي الجناح بكشفٍ لمجموعة متنوعة من القشريات مثل الروبيان وسرطان البحر والكركند وغيرها. الجناح الأخضر - الأسماك الغضروفية يضم هذا الجناح مجموعةً واسعةً من أسماك القرش والشفنين، مع عينات فريدة تشمل حيوانات ساحلية، وأخرى تعيش في أعماق البحار، وأخرى مهددة بالانقراض. تُعرض أسنان وفكوك الأنواع الرئيسية في هذه المجموعة، بما في ذلك فك القرش الأبيض الوحيد المعروض في البرازيل. ويتأمل قسمٌ آخر في أشكال تكاثر هذه المجموعة، كاشفًا عن تكيفها الكبير مع مختلف الموائل البحرية. ويكتمل هذا الجناح أيضًا بأربعة أحواض مائية تُمثل موائل هذه الحيوانات في البرية. الجناح البني - الأسماك العظمية تُعرض نماذج من الفصائل الرئيسية للأسماك العظمية، تُظهر تنوع أشكالها وتكيفاتها. ويُسلّط الضوء على الأسماك الكبيرة مثل سمك الطربون البدائي والساحلي، وسمك أبو سيف المحيطي. يضم قسم الأحياء المائية أسماكًا من المحيطين الهندي والهادئ. يُكمل هذا الجناح معرضًا نادرًا لأسماك أعماق البحار التي تعيش في منطقة سحيقة يزيد عمقها عن ٢٠٠٠ متر. الجناح الرمادي - الزواحف البحرية تقتصر الزواحف البحرية على ١٤ نوعًا فقط. تتكون مجموعة موفي في الغالب من السلاحف البحرية. في البرازيل، يوجد خمسة أنواع، جميعها معروضة في هذا الجناح. يُعد هذا المعرض الأكثر اكتمالًا على الإطلاق، ويتناول جوانب مختلفة من بيولوجيا وبيئة هذه الحيوانات، بدءًا من الجراء الصغيرة ووصولًا إلى السلاحف البحرية العملاقة. الجناح البيج - الطيور البحرية يُسلط هذا الجناح الضوء على جوانب مثيرة للاهتمام من بيولوجيا وبيئة بعض أنواع هذه المجموعة. تُعرض جميع أنواع طيور البطريق، موضحةً توزيعها في نصف الكرة الجنوبي. أبرز ما في المعرض هو مجسم يُمثل جزيرة محيطية تضم أنواعًا مهددة بالانقراض من طيور القطرس المتجولة. الجناح الأسود - الثدييات البحرية يبدأ المعرض بالجزء التاريخي لصيد الحيتان واستغلاله تجاريًا، وهو نشاط كان يُمارس على نطاق واسع في سانتا كاتارينا. ثم يُعرض العديد من أنواع الدلافين والحيتان التي تعيش في جنوب البرازيل، مُقدمًا جوانب من بيولوجيتها. كما يُسلط الضوء على ذئاب وأسود البحر من أمريكا الجنوبية، بالإضافة إلى خراف البحر التي تعيش في شمال شرق البرازيل. لوحة عمالقة المحيط تقع هذه اللوحة خارج المتحف، وتُعرض أكبر الحيوانات البحرية من كل مجموعة بالحجم الكامل. تُسلّط الضوء على أكبر حيوان عاش على الأرض، وهو الحوت الأزرق الذي بلغ طوله ٣٣ مترًا ووزنه ١٧٠ طنًا!