Die Kartensammlung deckt mit seinen Werken den zeitlichen Rahmen vom letzten Viertel des 18. Jahrhunderts bis heute ab und umfasst ca. 4000 Exemplare. Im Mittelpunkt der Kartensammlung des SAM steht die Schweizer Kartografie mit den grossen Kartenwerken Atlas de Suisse («Meyer-Weiss-Atlas»), Topografische Karte der Schweiz («Dufourkarte»), Topografischer Atlas der Schweiz («Siegfriedatlas»), Landeskarte der Schweiz.
Schwerpunkte sind die touristischen Karten und solche der verschiedenen in- und ausländischen Alpenclubs.
Die verschiedenen Instrumente der klassischen Methode der Vermessung sind mit den wichtigsten Exemplaren wie Theodoliten und Nivellierinstrumente in der Sammlung vertreten.