Depuis quand ? Héritière des livres et manuscrits du Jardin du Roy, la première bibliothèque du Muséum ne fut officiellement créée qu'à la Révolution. Selon les termes mêmes du décret de la Convention qui la fonde, le 10 juin 1793, elle réunit les ouvrages consacrés " à l'anatomie, à la minéralogie, à la chimie, à la botanique, à la zoologie, aux voyages qui ont des rapports à l'histoire naturelle ".
Quoi ? Tous les supports de la connaissance, anciens et nouveaux, sont représentés.
Où ? Les principaux pôles de documentation et d'archives sont la bibliothèque centrale du Muséum, la bibliothèque-médiathèque du Musée de l'Homme, les différentes bibliothèques des structures de recherches, le service audiovisuel et la photothèque de la Grande Galerie de l'Évolution, et la sonothèque du Musée de l'Homme.

Le Muséum détient des documents d'une incroyable diversité.
Fonds imprimés anciens, notamment à la Bibliothèque centrale : 105 000 volumes, dont 29 éditions incunables et 950 éditions du XVI^e siècle ; plus de 7000 manuscrits et une série d'archives administratives sur l'histoire de l'institution de la fin du XIX^e au début du XX^e siècle.
Fonds iconographique : à la Bibliothèque centrale, une série de portraits de savants (3200 gravures, lithographies et photographies du XVII^e siècle au début du XX^e siècle) ; une série d'iconographies (2600 gravures, estampes, lithographies, de photographies ; une série de 2345 plans anciens donnant une représentation précise et historique des aménagements successifs du Muséum ; enfin, une série de 612 photographies anciennes datant de la seconde moitié du XIX^e siècle.
Photothèques : celle de la Bibliothèque centrale comporte plus de 25 700 images fixes réalisées à partir des illustrations des ouvrages imprimés; celle de la Grande Galerie de l'Évolution regroupe 85 000 clichés dont 42 000 informatisés sur tous les thèmes abordés par le Muséum.
Vidéothèque : la Bibliothèque du musée de l'Homme possède environ 500 vidéocassettes.
Sonothèque : les archives musicales du musée de l'Homme comptent près de 600 cylindres, dont les premiers (représentant plus de 20 heures) datent de l'Exposition universelle de 1900 à Paris ; l'édition hors commerce de l'Exposition coloniale de 1931 (174 disques) ; plus de 3500 heures d'enregistrements de terrain inédits, provenant pour la plupart de missions ethnomusicologiques menées par des chercheurs ; 2300 disques 78 tours ; 2000 disques microsillons ; 1000 disques compacts.
Différents fonds spécialisés :
- notamment le fonds polaire Jean-Malaurie, consacré à la documentation arctique et antarctique (plus de 30 000 titres se répartissant en 13 000 monographies, 15 000 tirés à part, 500 microformes, 500 titres de périodiques, 200 cartes et atlas) ;
- le fonds Théodore-Monod, tout récemment légué au Muséum : plus de 20 000 ouvrages, tirés à part, numéros de périodiques et archives ;
- la dation Krafft, exclusivement consacrée aux volcans et à la volcanologie ;
- le fonds Koyré spécialisé en histoire des sciences et des techniques (plus de 22 000 documents dont 15 000 ouvrages, 7000 tirés à part, 800 microfilms, microfiches, photos de documents rares et correspondances).
Les fonds documentaires spécialisés (FDS) ont suivi l'histoire des laboratoires du Muséum, à mesure qu'ils se créaient à partir des premières chaires de zoologie, de botanique, de chimie, de géologie, etc. Souvent "informels" au départ, ils sont devenus des unités documentaires importantes et bien individualisées, en raison de la croissance matérielle des fonds regroupés, de la rareté de certains d'entre eux et de l'exploitation scientifique quotidienne de leur contenu. Ils sont à l'heure actuelle identifiés et recensés en tant que bibliothèques spécialisées de l'enseignement supérieur dans les réseaux nationaux et internationaux de documentation. La spécificité et la richesse des fonds documentaires spécialisés les rend irremplaçables et complémentaires des fonds des bibliothèques centrales plus généralistes. Ces fonds rassemblent :
- 172 855 monographies,
- près de 10 000 titres de périodiques,
- 746 930 tirés à part.
À cela s'ajoutent des archives, manuscrits et correspondances, des cartes (fonds en géologie exceptionnel) et des fonds iconographiques (Phanérogamie, Cryptogamie, Minéralogie, Ethnobiologie). Ils constituent un patrimoine documentaire national et d'intérêt international. Véritables pôles nationaux pour les différentes disciplines naturalistes, ils servent de référence pour la communauté scientifique, depuis la création de l'établissement.

L'énorme masse de documentation et d'archives constituée depuis 3 siècles par le Muséum et sans cesse enrichie de dons, de legs et d'achats a, bien sûr, une valeur patrimoniale immense. Certains objets (vélins, reliures anciennes, plans, manuscrits) sont aussi précieux et rares que des oeuvres d'art. Mais au-delà de ses qualités esthétiques et historiques, cette documentation manuscrite, imprimée ou illustrée a aussi une valeur scientifique. Elle est le prolongement des collections d'objets qu'elle complète et commente. En cryptogamie, par exemple, la collection de spécimens de champignons conservés est indissociable de la collection d'aquarelles, d'illustrations, de cires, d'imprimés, de manuscrits qui sont des témoins plus fiables en terme de perception des couleurs que les herbiers qui passent avec le temps. Enfin, ces documents servent aussi les recherches en épistémologie : ce sont les témoins de lieux, d'événements et d'évolution des pensées et des savoirs scientifiques.

S'ils sont fréquentés par les chercheurs, les lieux détenteurs de documents sont également ouverts au public. C'est le cas de la bibliothèque centrale, créée en 1793, l'une des plus exhaustives au monde dans ses spécialités. Riche de sa prestigieuse collection de vélins, de textes rares, de reliures précieuses, d'aquarelles, de papiers de savants illustres, de récits de voyage, de cartes, plans et iconographies diverses, elle est tout à la fois bibliothèque de recherche, patrimoniale et publique.
Une salle de lecture, située au 2^e étage, est réservée aux chercheurs, enseignants et étudiants à partir du 2^e cycle sur justification de recherche ; une médiathèque est ouverte à tous publics et offre en accès libre, livres, périodiques, images fixes, films, documents sonores.
La bibliothèque-médiathèque du Musée de l'Homme est également publique et propose des collections en Anthropologie, Ethnologie, Ethnomusicologie et Préhistoire (monographies, cartes, manuscrits, archives...).