La bibliothèque du CAK compte environ 30 000 documents et développe un fonds documentaire pointu et contemporain concentré sur l’histoire générale, sociale et culturelle des sciences, l’histoire des disciplines et des institutions, la philosophie, la sociologie, l’anthropologie des sciences et des techniques, et les Science studies. Ces approches et domaines sont présents dans la longue durée (du 16e au 21e siècle) et concernent la France, l’Europe et le monde.
Le fonds courant est composé de livres, thèses, tirés à part, catalogues et bibliographies auquel s’ajoute une collection de 1500 livres et périodiques anciens ainsi qu’une soixantaine d’abonnements à des revues scientifiques. Les collections de périodiques et les fonds anciens se sont enrichis dans un environnement d’étude et d’échange intellectuel. En effet, les travaux de recherche des équipes du Centre durant les premières décennies de son existence sont à l’origine de la constitution d’importantes ressources documentaires d’imprimés et de périodiques en histoire des sciences et des techniques. La bibliothèque a acquis ou reçu des ouvrages rares et précieux, notamment des 16e et 17e siècles. En outre, la bibliothèque possède les collections d’œuvres complètes de savants du 15e au 19e siècles (800 ouvrages) et des fonds savants, tels que le fonds Mieli (1700 ouvrages) qui est à l’origine de la constitution de la bibliothèque, le fonds Bauer (350 ouvrages), le fonds Brunet (450 ouvrages), le fonds Bouligand (300 ouvrages), mais aussi des fonds plus restreints comme les fonds Delaunay, Jacquot ou Roger.
Elle conserve également des bibliothèques particulières, celle d’Alexandre Koyré et les archives scientifiques personnelles qui y sont associées et la bibliothèque de Pierre Costabel et ses archives
Le fonds continue de s’enrichir, notamment de documents d’histoire contemporaine par l’émergence de nouvelles disciplines : écologie, biotechnologies, neurosciences, anthropocène, etc.