Neben wertvollen historischen Karten (u. a. nach Ptolemäus, von Münster, Ortelius, Mercator, Gerard de Jode und Blaeu) enthält die Kartensammlung vor allem Karten von Sachsen sowie topographische Kartenwerke von Deutschland und Europa. Hinzu kommen zahlreiche Ortsansichten aus dem 17. - 19. Jahrhundert. In den letzten Jahren konnte der Bestand um fast 40.000 Einzelblätter vermehrt werden. Er umfasst aktuell ca. 177.000 Karten und Ansichten.
Rund 20.000 der wichtigsten kartographischen Quellen der Kartensammlung - insbesondere zur Geschichte und Landeskunde Sachsens - werden derzeit hochauflösend digitalisiert im Kartenforum angeboten. Das Kartenforum (kartenforum.deutschefotothek.de) ist ein von der Deutschen Fotothek betreutes Informationsportal vor allem sächsischer Bibliotheken, Museen und Archive. Der weitere Ausbau erfolgte bis 2011 im Rahmen eines DFG-Projekts.
