Tallinn:
Altstadt, Domberg, das neue Eesti Meermuuseum (da gibts auch noch ein maritimes Museum und man muss aufpassen wegen der Verwechslungsgefahr), Alexander-Newski-Kathedrale, Kadriorg Park und Rathausplatz. KGB-Museum habe ich ausgelassen, dafür war ich noch am Markt, wobei der jetzt nicht so sonderlich sehenswert war. Den Kindern aber auch mir hat das Meeresmuseum gefallen, ganz besonders lässig fand ich aber eigentlich die Gegend um den Domberg und auch die Kathedrale. Fürs Museum wirst vielleicht keine Zeit haben, die Kathedrale und die Altstadt samt Aussichtshügel und Rathaus würde ich empfehlen.
Riga:
Altstadt, Markt (der in Riga ist besser als der in Tallinn), Schwarzhäupterhaus, Aussichtsturm St. Peterskirche (wobei es da alternativ auch noch irgendein anderes Gebäude mit Observationsdeck gibt), Christi-Geburt-Kathedrale, Drei Brüder.
Waren dann auch noch in Jürmala am Meer zum Baden, wird sich aber bei einem Tagesausflug vor allem im Mai eh noch nicht spielen und macht man nur dann, wenn man 4 Tage dort ist, im Sommer baden will und in der Stadt gefühlt alles gesehen hat.
In den 2 Städten kannst in der Altstadt alles zu Fuß erreichen, wobei Tallinn noch um einiges kleiner als Riga ist und nicht einmal 500k Einwohner hat. Hafen ist in Tallinn in Stadtnähe, bei Riga weiß ich es nicht mehr genau, aber ich nehme an, dass die Kreuzfahrtschiffe aufgrund der Innenstadtbrücke möglicherweise weiter draußen halten werden.