La collection de photographies du musée Carnavalet, riche de 150 000 œuvres, raconte autant l’histoire de Paris depuis le milieu du 19e siècle que celle de la photographie. Les intentions et points de vue des photographes sont d’une grande richesse. Ils suivent leurs obsessions ou répondent à une commande, s’intéressent à l’architecture ou à l’espace urbain, à l’habitat ou aux commerces, aux habitants bien sûr qui l’animent.

Présente dès la création du musée, cette collection n’a cessé de se développer avec le temps et notamment avec la création d’un département dédié à la photographie en 1980, rebaptisée "Photographies et images numériques" en 2017.

A côté de grands noms de la photographie (Le Gray, Le Secq, Nègre, Baldus, Marville, Atget, Séeberger, Ilse Bing, Brassaï, Cartier-Bresson, Irving Penn, Frank Horvat, Stéphane Couturier, etc.), le musée conserve des ensembles importants sur la Libération de Paris (Robert Doisneau, René Zuber), ou encore des vues aériennes de la capitale de Roger Henrard.