La Villa Méditerranée est née de la volonté de la Région Provence-Alpes-Côte d'Azur, de créer un lieu qui soutient la construction de la Méditerranée de demain. Ce bâtiment de l'architecte Stefano Boeri est situé sur l'esplanade du môle J4, en face du MuCEM et au pied du fort Saint-Jean, à proximité de l'église Saint-Laurent, du musée "Regards de Provence" et de la cathédrale de la Major.
Le bâtiment de la Villa Méditerranée se déploie sur et sous la mer, telle une arche tendue vers l'autre rive. Le dernier étage au niveau +3 surplombe un bassin de 2000 mètres cubes d'eau et comprend un plateau d'exposition de 760 m², une salle de 150 m² et un belvédère sur la rade de Marseille, la digue du large et la Major.
Les niveaux +1 et +2 accueillent des salles de travail et de réunion. Sous le bassin, le niveau -1 représente un lieu d'exposition de 160 m² et le niveau -2 comprend un espace d'expositions de 800 m², un espace de 260 m²aménageable, un amphithéâtre de 400 places et des salles de réunion.
La Villa Méditerranée a été inaugurée le 7 avril 2013 à l'occasion de Marseille Provence 2013, capitale européenne de la culture. Les parcours d'exposition ont été ouverts au public le 14 juin 2013, avec notamment les expositions "Plus loin que l'horizon" et "2031 en Méditerranée".

Depuis 2022, la Villa Méditerranée abrite la réplique de la Grotte Cosquer, grotte préhistorique située dans les calanques de Marseille, à -37 m sous les eaux.