Die Fotografische Sammlung umfasst derzeit circa 100.000 Motive zur städtebaulichen, politischen und kulturellen Geschichte Potsdams und seiner Umgebung von der Mitte des 19. Jahrhunderts bis in die Gegenwart. Ein besonders wichtiger Sammlungs- und Forschungsschwerpunkt liegt auf der Architektur- und Stadtfotografie. Weitere thematische Schwerpunkte bilden Porträt- und Landschaftsaufnahmen, Ereignis- und Alltagsdarstellungen, fotojournalistische Arbeiten sowie verstärkt auch künstlerische Fotografie.

Zur Aufgabe hat sich die Fotografische Sammlung nicht nur die Abbildung der topografischen und sozialen Geschichte der Stadt gemacht, sondern ebenfalls die Erforschung der Potsdamer Fotografiegeschichte. Der Bestand umfasst daher exemplarisch das Spektrum fotografischer Arbeiten von den frühesten Potsdamer Atelierfotografen, beispielsweise Hermann Selle und Ernst Eichgrün, über namhafte Potsdam-Fotografen wie Max Baur bis hin zu Gegenwartsfotografen wie Göran Gnaudschun und Manfred Hamm.