Le musée naval technique naval est sans aucun doute le plus important des musées navals italiens et, bien qu’il soit là depuis un peu plus d’un siècle, ses origines sont bien plus anciennes. Il est situé à côté de la porte d'accès principale à l'arsenal militaire; il est ici depuis 1958, alors qu'il se trouvait auparavant dans les ateliers mécaniques de l'établissement militaire (il a en fait été inauguré en 1923 avec le Musée d'histoire navale de Venise).

Son histoire commence vers 1570 à Villefranche-sur-Mer où les comtes de Savoie établissent la première base de leur marina naissante.

Par la suite, avec le transfert du gouvernement sarde-piémontais à Cagliari à la suite des conquêtes napoléoniennes, une nouvelle collection commença dans la ville sarde.

Suite à l'effondrement du pouvoir napoléonien et au retour du gouvernement sarde-piémontais sur le continent, la collection, avec ce qui reste du musée de Villefranche, a été transférée à Gênes, site depuis 1815 de la nouvelle base militaire de la marine Sarda. L'enrichissement s'est poursuivi avec la fusion des marines italiennes avec celle de l'État sarde, toutes fusionnées avec Gênes, où le musée est resté pendant 55 ans, jusqu'en 1870 qui a vu le transfert, par Cavour, de la base navale avec toutes ses services, y compris le Musée naval, à La Spezia, qui est devenu le siège du premier département militaire maritime. Au cours de la Seconde Guerre mondiale, le bombardement a entraîné de nombreuses pertes de matériaux précieux, mais le musée a été restauré en 1958 et placé dans les salles où il se trouve actuellement, près de la porte principale de l'arsenal.

Une salle dédiée à l'évolution navale abrite une précieuse collection de maquettes de navires de marine des États italiens rappelant l'époque de la navigation, ainsi que des maquettes de presque toutes les principales unités italiennes lancées entre 1860 et 1910 dans l'arsenal de La Spezia et ceux des navires italiens de la Seconde Guerre mondiale. Parmi les vestiges les plus anciens, on trouve une collection de têtes de personnages appartenant aux navires des XVe, XVIe et XVIIe siècles. Parmi celles-ci, la mystérieuse sculpture féminine en bois, appelée Atalanta, que l’on pense pouvoir envoûter par son charme inquiétant, mérite d’être mentionnée.

La salle d'assaut recueille une documentation complète. Les premières découvertes, qui remontent à la guerre de 15-18, sont les restes de Grillo (modèle du Mas 15) et un prototype du dispositif avec lequel Rossetti et Paolucci ont coulé le cuirassé autrichien Viribus Unitis, le 1 Novembre 1918. Il existe également le prototype de la torpille automotrice de Tesei et Toschi (mieux connue sous le nom de Maiale), ainsi que les Barchini, autres véhicules d'assaut, qui témoignent de l'activité, née à La Spezia, du "Gruppo media d ' assaut "pendant la seconde guerre mondiale.
La salle des armes sous-marines suit l'évolution de la torpille, à partir du prototype utilisé par la Marine en 1875 pour les divers types utilisés lors des première et deuxième guerres mondiales. L’évolution des mines sous-marines est attestée par la présence de spécimens originaux utilisés lors des conflits mondiaux.

La salle consacrée aux armes anciennes abrite enfin, entre autres, deux planches de pousseurs maures du XVIe siècle, un canon turc de 1521, deux petites bombes de 1784, une mitrailleuse Gatling à 10 canes du début du siècle , utilisé à l'origine par les Boxers. Deux armes légères utilisées lors de la guerre italo-turque et de la Première Guerre mondiale sont également exposées.

Enfin, la documentation photographique sur les premières expériences de Guglielmo Marconi avec des stations de réception mobiles à la fin du XIXe siècle présente un intérêt particulier.

Dans le jardin intérieur du musée naval se trouve un monument en bronze de Costanzo Ciano, œuvre du sculpteur Francesco Messina.