La collection Patrimoine et Histoire des techniques couvre tous les champs relatifs aux techniques. Constituée en 1794 à la création du CNAM, cette collection s’enrichit au fil des siècles grâce aux dons et aux acquisitions courantes qui visent à l’exhaustivité dans ce domaine. La collection Sciences du travail couvre les thématiques de l’orientation professionnelle, de la psychologie et sociologie du travail, de l’ergonomie et de la formation. Elle s’est constituée avec la création en 1928 de l’INETOP (Institut National d’Étude du Travail et d’Orientation Professionnelle), intégré au CNAM en 1941.
La bibliothèque centrale abrite des collections anciennes sur l’histoire des techniques provenant initialement de confiscations révolutionnaires. S’ajoutent aux acquisitions systématiques plusieurs dons issus de bibliothèques spécialisées et des fonds spéciaux (fonds des expositions universelles, fonds Sartiaux sur l’électricité, fonds de la métrologie…). D’importants fonds d’archives sur l’histoire des techniques, tant institutionnels que scientifiques, sont également conservées par le Cnam et complètent les fonds documentaires. Conçu en 2000, le Cnum est une bibliothèque numérique consacrée à l’histoire des sciences et des techniques.
La bibliothèque du site Gay-Lussac possède des documents spécialisés sur l’orientation et la psychologie du travail. Elle diversifie ses collections en 2011 en fusionnant avec la bibliothèque du laboratoire d’ergonomie et en 2014 avec l’arrivée d’une équipe sur les « Métiers de la formation ». Créé en 1971 en lien avec la chaire de formation des adultes, le Centre de documentation sur la formation et le travail, propose des collections sur la formation professionnelle. Enfin, des fonds spéciaux enrichissent les collections comme le fonds Godin.