Istituito con motuproprio del Granduca Leopoldo II il 17 novembre 1858, l'Archivio di Stato di Siena conserva preziosi documenti, fra i quali si segnalano tre complessi archivistici: quello delle Riformagioni (o Archivio del Governo), quello dei Contratti (o Archivio Notarile) e il Diplomatico. Dal 1864 si conservano nell'archivio senese le tavolette della Biccherna (denominazione medievale dell'Erario comunale di Siena, della Camera e dell'Uffizio, nonché dei Registri), antiche composizioni pittoriche, che costituivano le copertine dei codici delle Biccherne e di altre magistrature del comune medievale senese. Successivamente è stato arricchito dagli archivi familiari donati o depositati da privati cittadini e dai fondi delle Corporazioni religiose. Si segnalano, da un punto di vista scientifico, i fondi degli ospedali della provincia, tra cui spicca quello di Santa Maria della Scala, i cui primi documenti conservati nel Diplomatico risalgono al secolo XII, e il fondo Prefettura del dipartimento dell'Ombrone relativo all'amministrazione dei lavori pubblici e a quelli per la bonifica della Maremma. Degno di menzione è anche il fondo Antiche misure senesi che comprende una raccolta di 60 pezzi tra misure di capacità, pesi da bilancia e "romani" da stadera usati a Siena nel periodo granducale e durante il governo francese. Tra i fondi privati di particolare interesse sono il fondo Policarpo Bandini, con la documentazione (1790-1875) relativa all'attività dell'imprenditore senese in merito alle ferrovie toscane (Bandini fu, infatti, direttore della costruzione della Strada Ferrata Centrale Toscana), e il fondo Cesare Nerazzini (secolo XIX-1924), ufficiale medico della Marina, che nei suoi viaggi in Africa ed Estremo Oriente accumulò documentazione scritta e fotografica sulle popolazioni con le quali venne in contatto, riportando notizie sui loro costumi e sulle loro malattie.