1876년 체결된 조일수호조규(朝日修好條規)에서 부산·인천·원산의 3개 항구에 대한 개항이 결정되었다. 그러나 관세에 대해 무지했던 조선은 일본에 대해 무관세 무역을 허용했고, 이의 시정을 위한 노력 끝에 1883년 일본과 「조일통상장정(朝日通商章程) 및 동(同) 해관세칙(海關稅則)」을 체결했다. 그 결과로 해관을 창설, 관세를 징수하게 되었다.
원산해관은 1883년 6월 17일 창설되었으며, 실제 관세징수 업무를 개시한 것은 11월 3일부터였다. 인천세관은 6월 16일, 부산해관은 7월 3일 설치되었다.
해관의 창설 당시 조선은 청국의 내정간섭 하에 있었으므로 해관의 출범 과정에서도 청의 영향력이 작용했다. 청국해관의 경우 수세(收稅) 업무를 담당하는 세무사를 외국인이 맡았는데, 조선 역시 해관 총책임자인 총세무사(總稅務司; Inspector General)로 독일인 묄렌도르프(P.G. von Möllendorf)가 부임했다. 그 휘하 각 개항장의 세무사도 외국인이 맡았는데 원산은 초대 세무사로 영국인 라이트(T.W.Wright)가 임명되었으며, 원산해관의 형식적 책임자인 감리(監理)는 당시 덕원부사(德源府使)였던 정현석(鄭顯奭)이 겸직했다.
이러한 외국인 세무사 체제는 이후로도 계속되어, 2대 세무사로 1885년에 영국인 크리그(E.F.Creagh), 3대는 1889년 덴마크 출신 오이센(J.F.Oiesen), 4대는 서울의 총해관에서 근무하던 영국인 웨이크필드(C.E.S.Wakefield)가 1900년에 취임했다. 이후 1905년 을사늑약이 체결되면서 해관 조직 역시 일본에 의해 장악되어 서양인 세무사 시대는 막을 내렸다.
원산해관은 점차 개항 지역이 늘어남에 따라 부속 기구가 생기고 관할 구역도 넓어졌다. 즉 성진해관지서(城津海關支署) 및 그 휘하의 웅기감시서(雄基監視署), 그리고 청진해관지서(淸津海關支署) 및 휘하의 회령·경흥의 감시서가 신설되어 원산해관에 부속되었으며, 신아산출장소(新阿山出張所)가 개설되기도 하였다.
한편 ‘해관’이라는 명칭은 1907년에 「세관관제(稅關官制)」가 공포되면서 ‘세관’으로 개칭되었고, 이에 따라 원산해관 역시 원산세관(元山稅關)으로 명칭이 변경되었다. 한국병합 이후에는 한동안 조선총독부 사세국(司稅局)에 소속되어 그 기능을 유지하다가, 1925년 원산세관지서로 격하되었다.
원산해관의 조직은 총책임자인 세무사 휘하 제2인자인 방판(帮辦, Assistant)이 업무 전반을 총괄했다. 그 아래로는 화물 관련 업무를 관할하는 험화(驗貨, Examiner)와 선박 관련 업무를 담당했던 영자수(鈴字手, Tidewaiter), 그리고 지박소(指泊所, Boat Officer) 등으로 구성되어 있었다.
해관의 관세수입을 보면, 원산해관은 전체 조선 해관의 총 수입 중 약 20% 내외의 비중을 차지했다. 세부 항목을 보면, 해관세는 수입세와 수출세 및 톤세(噸稅)로 구성되는데, 원산은 인천과 더불어 수출보다 수입세의 비중이 현저하게 높았다.
한편 해관은 관세업무 이외에도 근대적인 기상관측을 실시하기도 했는데, 부산해관에서 1883년 8월에 처음 시작했다. 원산의 경우도 그보다 조금 뒤인 10월부터 근대적인 해양기상관측을 실시하여 기록하기 시작하였다.
원산해관은 개설 이래 수십 년 간 존속하면서 관세라는 근대적인 경제 제도의 정착에 일익을 담당하였으며, 소속되어 근무했던 서양인 직원들은 이러한 근대적인 제도를 조선에 소개하고 도입시키는데 큰 역할을 하였다. 그러나 이들은 고용 주체인 조선이 아니라 자신의 모국이나 청국 등의 이익을 위해 움직였으며, 관세행정 역시 조선정부를 무시하고 전횡을 일삼았다. 따라서 해관에서 거둔 관세도 국고로 귀속되는 액수는 미미하였다. 결국 관세자주권이 없는 상태에서 외국인들에게 의해 장악된 해관은 ‘근대적 제도’라는 외피와는 별개로 본질적으로는 제국주의 열강의 경제적 침략이었으며, 당연히 원산해관도 예외는 아니었다.