Attraverso dipinti, stampe e plastici, l’immagine di Firenze è bene documentata da opere significative. La raccolta cartografica esposta nelle prime sale - una delle più importanti e complete collezioni nel suo genere - mostra i cambiamenti della forma della città nei secoli: accanto alla grande riproduzione ottocentesca della Pianta della Catena del 1470, si trova la prima pianta prospettica di Firenze, realizzata da Stefano Buonsignori. Le acqueforti di Valerio Spada e di Giovanni Maggi, oltre alle attente raffigurazioni dei principali monumenti di Giuseppe Zocchi, sono alcune delle opere che la rappresentano nel Seicento e nel Settecento. Il Mercato Vecchio e il Ghetto ebraico, documentati prima delle distruzioni, testimoniano i cambiamenti che hanno fortemente modificato l’aspetto cittadino durante il corso dell’Ottocento. Il percorso è scandito dalle note lunette con le ville medicee di Giusto Utens. A queste sezioni si è aggiunta, in tempi recenti, quella dedicata all’evoluzione dell’area fiorentina, dai primi insediamenti preistorici fino alla città romana, con l’esposizione di reperti archeologici, provenienti dagli scavi ottocenteschi del centro storico.

Le collezioni del Museo non comprendono solo quanto è esposto: oltre cinquemila carte, tra disegni, acquerelli e stampe, oggi conservate presso l’Archivio Storico Comunale (via dell’Oriuolo 33), rappresentano una fonte insostituibile per la conoscenza dell’architettura, dell’arte e del costume a Firenze.