Im Fotoplattenarchiv befinden sich mehr als 35.000 historische Aufnahmen von Planeten, Kometen, Sternen, Nebeln und andere Himmelskörpern, die mit den verschiedenen Teleskopen der Hamburger Sternwarte zwischen 1911 und 1990 auf Fotoplatten aufgenommen wurden. Daneben können auch viele Aufnahmen des Vatikan-Observatoriums, des Mount Wilson Observatory und der Europäischen Südsternwarte betrachtet werden. Besonders interessant sind die Mondaufnahmen von 1917 von Bernhard Schmidt (siehe auch: Schmidt-Museum) und die seltenen Aufnahmen der Sonnenfinsternisse in den Jahren 1912 und 1929.