Il Museo di Biologia marina “Pietro Parenzan” è stato fondato nel 1966 da Pietro Parenzan e successivamente a lui intitolato. Quasi tutti i reperti sono stati raccolti dal fondatore e dai suoi collaboratori, ma le collezioni sono state incrementate dalle donazioni di studiosi come il Prof. Kuiper (Institut Neèrlandais di Parigi) e il Dott. Torchio (Direttore dell'Istituto di Idrobiologia di Milano). In totale la collezione del museo comprende oltre 900 reperti riconducibili a 690 taxa. Reperti di particolare interesse sono:

• un carapace di grandi dimensioni di tartaruga Caretta caretta ed un esemplare di medie dimensioni della stessa specie
• la foca monaca Monachus albiventer
• la tartaruga Dermochelis coriacea che è simbolo del Museo e della rivista Thalassia salentina
• vertebre caudali di capodoglio
• Ranzania laevis, un pesce raro
• un esemplare di tursiope
• un interessante esemplare abortivo di squalo bicefalo.

Le diverse strategie espositive, dalla immersione in liquido fissativo alla moderna realizzazione di modelli in resina, rendono testimonianza dell'attività del Museo durante gli oltre sei decenni della sua esistenza.

Nuove sale, recentemente allestite, affiancano e vivacizzano l'esposizione della collezione originaria; la Sala della Pesca, concepita come un “avvicinamento” della realtà museale alla realtà locale mediante l'esposizione di modelli in resina dei pesci pescati sul posto, accompagnati  da schede didattiche che illustrano in maniera semplice per ciascuna specie sia le caratteristiche morfologiche, che le abitudini di vita; la Sala dello Squalo Elefante che simula, interamente dipinta di blu, le profondità marine in cui nuota questo gigante del mare. Un'attiva produzione di pannelli e poster esplicativi contribuiscono alla divulgazione ed alla didattica delle tematiche di salvaguardia ambientale o anche della rivalutazione delle antiche tradizioni locali, come nel caso delle antiche ricette relative alla cucina del pesce a Porto Cesareo.

L'Algario "Irma Pierpaoli" comprende oltre 700 reperti di macroalghe raccolte e conservate da Irma Pierpaoli nel periodo compreso tra il 1909 ed il 1965. Le alghe provengono prevalentemente dall'Adriatico centrale e dai mari di Taranto. La Prof.ssa donò la sua collezione al Prof. Parenzan, mettendola a disposizione della comunità scientifica. Il Parenzan arricchì poi l'algario con esemplari raccolti nel basso Adriatico e nello Ionio. Sono presenti 219 specie suddivise tra Alghe rosse (122), Alghe brune (53) ed Alghe verdi (44). L'algario costituisce un reale patrimonio per gli studi floristici, e in generale ecologici, riguardanti il Mar Adriatico ed il Mar Ionio; recentemente è stato segnalato per l'inserimento nell'Index Herbariorumpubblicato dal New York Botanical Garden.

Nella sua pluridecennale attività di ricerca, il Prof. Pietro Parenzan ha costituito la Collezione Malacologica Ecologica che contava 1556 specie e varietà di molluschi marini, rappresentate da migliaia di esemplari. La Collezione, per l'imponente mole di reperti che comprendeva, permise al Professore di acquisire informazioni relative alla totalità della fauna malacologica del Mar Mediterraneo, e di raccogliere i risultati dello studio in una pubblicazione dal titolo: “Carta d'identità delle conchiglie del Mediterraneo”, tutt'ora consultata dagli studiosi del settore. Il collezionista realizzò, all'interno del proprio Museo, una proposta espositiva che interessava un ridotto numero di specie ed era dedicata, principalmente, a taxa esotici. Il professore, infatti, non fu tanto interessato a ottenere esemplari che potessero essere esposti, quanto a costituire un vero e proprio archivio della fauna malacologica mediterranea (ed in seguito mondiale) che potesse essere consultato da parte di ricercatori di qualunque nazionalità. I cataloghi storici dattiloscritti descrivono una collezione composta da 6438 lotti di materiale sia malacologico che riconducibile ad alcuni altri gruppi tassonomici.

Tra il 2008 e il 2011, un lavoro condotto nell'ambito del Dottorato di Ricerca del Dr. Marcello E. Posi si è prefisso lo scopo di restituire alla comunità scientifica ed alla collettività il patrimonio storico e documentario rappresentato dalla Collezione. Tutti i documenti storici inediti, relativi al lavoro di P. Parenzan, sono stati convertiti in documenti elettronici. I dati presenti nei cataloghi originali sono stati integralmente trascritti e riordinati in un unico registro. I lotti di materiale malacologico sono stati vagliati e selezionati sulla base di un piano sperimentale, rinvenendo anche 151 specie ed un genere che non erano stati menzionati da P. Parenzan per la sua Collezione. 2928 lotti della Collezione, per i quali è stata anche aggiornata la conservazione secondo tecniche attuali, ora costituiscono la “Collezione Rappresentativa” di quella storica. Il catalogo unico informatico adesso comprende 6794 lotti di specie.

1241 lotti hanno già ricevuto un aggiornamento della collocazione tassonomica, grazie alla collaborazione del dott. Danilo Scuderi di Catania. Il summenzionato progetto di ricerca ha inoltre prodotto un archivio fotografico di 1750 lotti della Collezione ed una nuova proposta espositiva, basata su una indagine valutativa interdisciplinare condotta sul pubblico potenziale, in funzione della quale è in corso l'allestimento di una ulteriore sala del Museo dedicata alla Malacologia.

Recentemente una nuova collezione, donata dalla Prof.ssa Adriana Giangrande, è entrata a far parte delle collezioni del Museo. La collezione comprende 531 taxa specie che, per lo più, provengono da zone del Mediterraneo e in particolare sono state raccolte lungo le coste italiane, ma per quanto riguarda soprattutto la collezione dei Sabellidae, vi sono conservati esemplari raccolti in svariate località intorno al mondo derivanti da spedizioni scientifiche svolte dalla professoressa Adriana Giangrande. La collezione degli anellidi policheti è infatti relativa prevalentemente a raccolte effettuate nell'ambito di lavori svolti nel DiSTeBA (Laboratorio di Zoologia) dal team della professoressa, ed è stata di recente donata al Museo di Biologia Marina “Pietro Parenzan” dell'Università del Salento.

Si tratta di raccolte relativamente recenti che coprono un arco di circa 35 anni. Da sottolineare, infine, che la collezione comprende i paratipi di numerosi taxa nuovi per la scienza che sono stati descritti negli ultimi 30 anni (29 specie e 3 generi).

Attualmente, pur continuando la raccolta di esemplari in toto, si sta dando spazio ai modelli che possono essere esposti liberamente e rappresentano meglio soprattutto i colori che vengono invece danneggiati dai liquidi fissativi.