La Biblioteca possiede un patrimonio di enormi dimensioni, arricchito negli ultimi anni da un catalogo online di cui fanno parte diverse biblioteche cittadine e che racchiude manoscritti e documenti originali, materiali fotografici, carte geografiche. La digitalizzazione è in corso di completamento, con oltre 3 milioni di immagini, come strumento per l'accesso alle varie raccolte. Molto ricca la sezione dei quotidiani e una retrospettiva sulla storia della Toscana, dall'epoca dei Ducati ai giorni nostri.
Sono stati digitalizzati i manoscritti più rari e consultati della Biblioteca. Tra questi, cartografie medicee, mappe cittadine di rara bellezza, 8.000 immagini, documenti originali della letteratura rinascimentale. Presente anche l'opera di Galileo in alcune sue pubblicazioni.
Libero e gratuito l'accesso ai contenuti. Non tutto il materiale digitalizzato è consultabile, ma si può usufruire di un database provvisorio, in corso di aggiornamento.
Buona l'usabilità generale, grazie ai necessari strumenti e a una categorizzazione ben studiata. Non mancano RSS, link esterni (anche a risorse inglesi), opzioni di ricerca avanzata.