Η ενότητα της παραδοσιακής ναυπηγικής στο μουσείο ξεκινά με τις καταβολές της τέχνης από τη βυζαντινή εποχή και παρουσιάζονται στοιχεία από ανασκαφές και μελέτες βυζαντινών ναυαγίων, που αναδεικνύουν τη σχέση της παραδοσιακής με τη βυζαντινή ναυπηγική στο Αιγαίο, την Ανατολική Μεσόγειο και τη Μαύρη Θάλασσα.
Οι επόμενες θεματικές αναφέρονται στην υλοτομία, τα χαρακτηριστικά του ξύλου και το «χτίσιμο» των καϊκιών. Το «χτίσιμο» ξεκινά με το στήσιμο της καρίνας και των ποδοσταμάτων και συνεχίζεται με τη διαμόρφωση των πρώτων και βασικών νομέων που θα τοποθετηθούν πάνω στην καρίνα. Παρουσιάζεται η μέθοδος του μονόχναρου, κατά την οποία ο ναυπηγός με ένα μόνο χνάρι μπορεί να προσεγγίσει σε γενικές γραμμές το σχήμα του σκάφους. Στη συνέχεια, ολοκληρώνεται ο σκελετός του καϊκιού και καλύπτεται με το πέτσωμα. Οι τελευταίες εργασίες της ναυπήγησης είναι η στεγάνωση του πετσώματος, με το καλαφάτισμα, και η παραδοσιακή καθέλκυση του καϊκιού με τα «βάζα». Στο μουσείο παρουσιάζονται, ως μια ξεχωριστή εκθεσιακή ενότητα, τα χειροκίνητα εργαλεία των ξυλοναυπηγών, που ήταν ο βασικός τεχνικός εξοπλισμός μέχρι τα μέσα του 20ού αιώνα.
Στην αίθουσα της παραδοσικής ναυπηγικής τέχνης εκτίθεται, ακόμη, η γαΐτα «Άγιος Ιωάννης» και η βάρκα τύπου παπαδιά του Νικολή Φουρναράκη.
