Palangos kurorto muziejaus ekspozicija kviečia lankytojus į interaktyvią kelionę laiku nuo Palangos istorijos ištakų iki šių dienų. Muziejuje atidarytos keturios teminės salės. Pirmoje Palangos priešistorijos salėje pasakojama apie IX a. prekybinę gyvenvietę Birutės kalno papėdėje, vikingų epochos baltų genčių gyvenimą ir žygius, pristatoma pirmoji legendinė Palangos miesto paminėjimo data, supažindinama su XIII–XVIII a. Palangos apylinkių žvejų gyvenimu ir verslu, Birutės ir Kęstučio bei Naglio kalno legendomis. Antroje grafų Tiškevičių salėje pristatomos Tiškevičių iniciatyvos kuriant Palangos kurortą nuo 1824 m., taip pat XIX a. vid. – XX a. pr. kurorto architektūra ir svarbiausi statiniai, vilos „Anapilis“ istorija, pirmosios fotografės Lietuvoje Paulinos Mongirdaitės (1865–1924) sukurtas Palangos vaizdų albumėlis „Polonga. Bains de mer“ („Palanga. Jūros maudyklės“, apie 1898 m., Paryžius), supažindina su žymiais žmonėmis, kūrusiais ir gyvenusiais Palangoje. Trečioje kurorto salėje atskleidžiama XIX a. paplūdimio kultūra ir mada, išryškinami kurorto suklestėjimo epizodai. Ketvirtoji Palangos šimtmečio salė iliustruoja 1918–2018 m. periodo įvykius, kai Palangos ir Šventosios pajūrio ruožą 1921 m. Latvija grąžina Lietuvai, svarbiausias tarpukario datas, sovietmetį ir dabartinę Palangą.

Dalis ekspozicijos skiriama Palangos miesto tapatumo simboliams – senųjų palangiškių išradimui – paleoastronominei stebyklai Birutės kalne, garsaus prancūzų architekto E. F. Andrė (1840–1911) suprojektuotam Palangos botanikos parkui, Baltijos jūrai ir jos gyvūnijai bei augalijai, gintaro savybių aprašymui, J. Basanavičiaus gatvės istorijai, Šventosios gyvenvietei.

Eksponuojami archeologiniai radiniai, dokumentai, fotografijos, žemėlapiai, įvairūs daiktai, saugomi Palangos kurorto ir kituose Lietuvos muziejuose, privačiose kolekcijose. Ekspozicijoje gausu audiovizualinės medžiagos. Interaktyvių žemėlapių ir reljefinės sienelės, informacinių stendų ir liečiamo albumo, žaidimų ir video siužetų tekstai paruošti lietuvių, latvių, anglų ir rusų kalbomis. Muziejaus lankytojų laukia veidrodžių kambarys, įspūdingi vėjo vargonų garsai ir galimybė įsiamžinti retro fotografijose.