W zasobie kartograficznym muzeum znajdują się mapy od XVII do XX wieku. Wśród nich na szczególne wyróżnienie zasługują mapy kanonika Wacława Grodeckiego (1535-1591), jednego z pierwszych polskich kartografów, a także dzieło Johna Speeda (1552-1629) – Mapa Polski i Śląska z widokami miast (Kraków, Gdańsk, Poznań, Krosno, Sandomierz, Wrocław) oraz postaciami w strojach z epoki. Na uwagę zasługują również mapy Nicolasa Sansona (1600-1667), założyciela francuskiej szkoły kartograficznej.
 
Osiemnasty wiek to ponad czterdzieści map, w tym m.in. Carte de la Pologne… z 1781 roku, opracowana przez Giovanniego Antonio Rizzi-Zannoniego (1736-1814), Mapa z herbem Rzeczypospolitej Obojga Narodów z umieszczonym w tarczy sercowej herbem Augusta III Sasa, autorstwa rytownika i wydawcy Tobiasa Conrada Lottera (1717-1777) oraz współtwórcy Matthäusa Georga Seuttera (1678-1756). W zbiorach znajduje się również Mapa Całego Świata, zdobiona według Obserwacji Królewskiej Akademii Nauk, wykonana przez Johanna Walcha (1757-1816) i atlas opracowany przez Daniela Friedricha Sotzmanna (1754-1840).
 
Wśród map XIX wieku szczególną uwagę zwracają prace Josepha Wilsona Lowry’ego (1803-1879), Johna Dowera (1825-1901), a także Polska w Księstwie Warszawskim i mapy Polski podzielonej między Austrię i Rosję, opracowane przez Tranquilla Mollo (1767-1837).
 
Wiek XX to ponad 100 map, w tym m.in. Polska, wielkie królestwo obfitości lasów, raj polowań…, wydana w 1938 roku przez Centralny Zarząd Lasów Państwowych w Warszawie. W zbiorach znajdują się również mapy bitwy o Monte Cassino, wykonane na podstawie map włoskich przez 12. Kompanię Geograficzną 2. Korpusu Polskiego, mapy dotyczące Natarcia pod Gazalą (14-17 XII 1941), Obrony El Mechili (28 I – 3 II 1942), a także Mapa Zbrodni hitlerowskich na ziemiach polskich w latach 1939-1945, opracowana pod redakcją Jana Laskowskiego (1927-2019) przez Stefana Guirarda, Janusza Gumkowskiego (1905-1984) i Kazimierza Leszczyńskiego (1913-1977), wydana przez Państwowe Przedsiębiorstwo Wydawnictw Kartograficznych im. Eugeniusza Romera w Warszawie w 1962 roku.

Znajduje się tu także plan miasta Warszawy – kopia oparta na czterokartkowym planie Warszawy autorstwa Pierre’a Ricauda de Tirregaille’a (1725–po 1772), opublikowanym po raz pierwszy w 1762 roku, oraz mapy wydawane przez National Geographic Society, w latach 50. XX wieku.