La collection des cartes s'est vraiment constituée en 1893 avec le dépôt de quelques 7 000 documents par le géographe genevois Charles Perron (1837-1909), collaborateur d'Élisée Reclus pour sa Nouvelle géographie universelle.
La collection rassemble 26 820 pièces en 2007, les plus anciennes datant du XVIe siècle, qui couvrent toutes le monde.
La Bibliothèque de Genève possède l'un des plus anciens et importants ensembles d'affiches de Suisse avec environ 100 000, les plus anciennes étant antérieures à la Réforme protestante et ont trait aux indulgences dans le diocèse de Genève. Pour le XXe siècle, la bibliothèque possède un ensemble d'affiches artistiques et un fonds d'affiches sauvages des années 1968 à 1975.
L'essentiel des enrichissements provient du dépôt légal et d'un accord avec la Société générale d'affichage.
Par la variété et la qualité de ses fonds, le département des manuscrits est l'un des fleurons de la Bibliothèque de Genève avec 1 300 mètres de linéaires : il rassemble les papiers de personnalités genevoises (Jean Calvin, Jean-Jacques Rousseau, Horace-Bénédict de Saussure, Henri Édouard Naville, Émile Jaques-Dalcroze ou Nicolas Bouvier) ou liées à l'histoire de Genève, ainsi que des archives de familles, de sociétés savantes ou d'entreprises à caractère culturel. On y trouve aussi 2 000 papyrus, 350 manuscrits médiévaux ou encore une collection d'autographes.
Les collections s'enrichissent par des dons ou des legs ou au travers d'un crédit d'acquisitions réalisées sur le marché.