I fondi antichi constano complessivamente di ca. 5.000 opere. Particolarmente interessante è il fondo Mediceo-Lorenese costituito dalla collezione di testi scientifici, inerenti per lo più le scienze fisico-matematiche, raccolti nel corso dei secoli dalle due dinastie toscane. Di rilievo anche il fondo Omodeo A, incentrato sulle scienze naturali, il fondo Rari e il fondo di Geologia.
Integrano i fondi antichi la collezione Landmarks of science, con oltre 8.000 testi scientifici dei secoli XVII-XIX riprodotti su microfiche e microfilm, e le oltre 1.000 opere della collana La matematica antica su cd-rom.
Oltre 4.000 testi antichi, di cui una buona parte non posseduti dalla biblioteca nella edizione a stampa, sono accessibili in versione digitale.
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