Zgodovinski arhiv Ljubljana v svojih depojih hrani in varuje raznovrstno arhivsko gradivo. Posebej velja omeniti zbirke listin (najstarejša je iz leta 1320), zemljevidov, kart, načrtov, fotografij ter rokopisne knjige. Nadvse pomembno pa je tudi arhivsko gradivo, nastalo pri poslovanju mesta Ljubljana in drugih mest, gradivo cehov, sodstva, gospodarstva, šolstva, društev, posameznikov in družin ter političnih organizacij.
Ker je bil do leta 1882 uradni jezik poslovanja nemški, je večina starejšega gradiva v tem jeziku in gotski pisavi.

Skoraj vse arhivsko gradivo je primerno tehnično urejeno. To pomeni, da je shranjeno v posebnih standardiziranih arhivskih škatlah. Škatle za listinsko gradivo so glede na velikost  listine in pečata narejene po meri. Vse gradivo hranimo v originalu.
Zaradi lažjega pregleda in iskanja je arhivsko gradivo urejeno po fondih ali zbirkah ter opremljeno z arhivskimi pomagali (seznami, popisi, inventarji).
Del arhivskega gradiva je zaradi varnosti tudi mikrofilman.

Konec leta 2009 je bilo v arhivu 3084 fondov in zbirk, kar je 12.345 metrov arhivskega gradiva, 36.398 fotografij, 14033 mikrofilmskih kolutov (to so predvsem varnostne kopije arhivskega gradiva), 472 filmov in 398 nosilcev zvoka.