Mit dem Finger auf der Landkarte: Bereits im 16. Jahrhundert wurden an der Wiener Hofbibliothek Landkarten, Atlanten und Bücher geografischen Inhalts gesammelt. 1906 erfolgte die Gründung einer Spezialsammlung für Geografie: die heutige Kartensammlung. Zu ihr gehört auch das einzige Globenmuseum der Welt.

Aufgrund der jahrhundertelangen Tradition des Sammelns und Bewahrens bietet die Kartensammlung ihren BenützerInnen international bedeutendes kartografisches Material (Karten, Pläne, Atlanten, Globen, geografische Reliefs, Festungsmodelle, kartografische Faksimiles, u.v.a.m), geografisch-topografische Ansichten (Städte- und Landschaftsbilder) sowie umfangreiche Bestände historischer wie zeitgenössischer geografischer Fachliteratur.

Den regionalen Schwerpunkt bildet dabei Mitteleuropa, insbesondere das Gebiet der Republik Österreich und der ehemaligen Donaumonarchie. Durch die aufgrund des Mediengesetzes abzuliefernden Pflichtstücke sind aktuelle in Österreich erschienene Karten und Atlanten sowie Fachbücher fast vollständig vorhanden. Von ausländischen Publikationen werden vorrangig amtliche Kartenwerke und Literatur von überregionaler Bedeutung gesammelt.

Das zweifellos wertvollste, 2004 von der UNESCO zum Weltdokumentenerbe erklärte Objekt der Kartensammlung ist der sogenannte Atlas Blaeu-Van der Hem, eine aus 50 Bänden bestehende barocke Sammlung von 2.400 prachtvoll kolorierten Karten, Stadtplänen  und Bildern. Aber auch darüber hinaus gibt es in der Kartensammlung zahlreiche interessante Werke der kartografischen Kunst zu entdecken. Insgesamt umfasst der Bestand der Sammlung über 260.000 Kartenblätter, die auch online recherchiert werden können.