Der Kernbestand umfasst die Matrikel- und Protokollbücher und daneben Lebensläufe, Schriftenverzeichnisse sowie Porträts der Mitglieder, aber auch Korrespondenzserien und umfangreiches Verwaltungsschriftgut der Akademie. Darüber hinaus bewahrt das Archiv etwa 50 Nachlässe von bedeutenden Wissenschaftlern, mehr als 10.000 Fotografien zur Akademie- und Wissenschaftsgeschichte sowie Kunstobjekte wie Gemälde, Zeichnungen und Medaillen.

Wissenschaftshistorikern bietet das Archiv mit seinen Beständen zur Geschichte der Leopoldina und seinen biographischen Materialien ausgezeichnete Forschungsmöglichkeiten.