Annesso alla torre sorge il Museo della Lanterna raggiungibile attraverso una passeggiata di circa seicento metri che costeggia le vecchie mura fino ai piedi del faro partendo da via Milano (parcheggio del terminal traghetti). L'area è raggiungibile dal vicino casello autostradale di Genova-Ovest (Sampierdarena).

Dopo una prima opera di riqualificazione del sito portata a termine nel 2004, nell'aprile del 2006 è stato completato ad opera della Soprintendenza ai Beni Ambientali e Architettonici della Liguria il restauro e l'adattamento della Porta Nuova della Lanterna, adiacente alle fortificazioni che ospitano i locali del museo (in origine la porta aveva una rotazione di 90° in direzione nord, chiudendo l'accesso alla città dalla parte di ponente).

In particolare, il lavoro di restauro ha riguardato il riassetto e la pulizia degli elementi in marmo della porta, il riposizionamento di elementi distaccati dall'attico e la sistemazione della pavimentazione in pietra antistante la via di accesso. Contestualmente è stata ripristinata l'agibilità del parco urbano situato a nord della torre.

Lo scopo principale del Museo della Lanterna è quello di restituire il nuovo spirito che anima Genova dopo i massicci interventi di restauro a cui è stata sottoposta negli anni novanta, fornendo testimonianze sulla trasformazione della città e sulla sua scelta di mantenere vivi i più significativi legami con il proprio storico passato.

In questo senso essenziali sono i materiali video di repertorio e d'archivio, i filmati di attualità (frutto di circa 250 ore di riprese per oltre otto ore complessive di documentazione video) e le fotografie restituite con effetto olografico in grado di fissare le fasi della trasformazione urbanistica e del vissuto cittadino, trasformazione esplicata anche attraverso una grafica didascalica multilingue. L'indagine visiva approfondisce e mette in stretta connessione, nella sostanza, temi e situazioni che solo apparentemente sono slegati tra di loro.

Una parte del museo - ovvero le Sale dei cannoni - è riservata specificatamente all'uso ed alla funzione dei fari navali e ai sistemi di segnalamento in mare. Un tipo particolare di lente - la lente di Fresnel, simile a quella adottata dal faro genovese - riproduce per il visitatore, con il proprio fascio di luce in rotazione, la visione in soggettiva dall'interno dell'ottica di un faro vero e proprio.

All'interno del museo sono ospitate periodicamente anche mostre tematiche.