Organo ufficiale dello Stato per la cartografia, l'Istituto è l'erede degli Uffici Topografici militari degli Stati preunitari. Nacque nel 1872, con il nome di Istituto Topografico Militare, per rispondere alle esigenze geodetiche, topografiche e cartografiche del Regno d'Italia; nel 1882 assunse la denominazione attuale. Dalla fondazione svolge le sue funzioni con attività di inquadramento geometrico del territorio, rilievo del terreno, allestimento della cartografia a media scala e cessione di documentazione per il pubblico.

Conserva varie collezioni. La collezione cartografica (circa 36.000 reperti) è suddivisa in carte antiche degli Stati preunitari (fino al 1860 circa); "serie storica" IGM, che comprende carte di tutto il territorio nazionale a scala 1:25.000, 1:50.000 e 1:100.000, allestite dall'Unità d'Italia agli anni Trenta del Novecento; carte delle ex colonie italiane e dei luoghi raggiunti dagli interessi italiani (serie senza copertura omogenea).

La collezione di lastre di rame (2.615 reperti) comprende lastre da incisione, prevalentemente del secolo XIX. Una parte (la più pregiata, con incisioni a bulino) proviene da alcuni Stati preunitari, mentre le rimanenti (espressione delle tecniche di incisione chimica tra fine Ottocento e inizi Novecento) sono di produzione IGM.

La collezione fotografica consiste in due nuclei: l'archivio aerofotogrammetrico "moderno" (posteriore al 1954), formato da circa 180.000 fotografie; l'archivio fotografico "storico" (dalle origini fino al 1954), che comprende circa 62.000 aerofotogrammi del territorio nazionale, circa 70.000 prese panoramiche e terrestri e circa 118.000 prese aerofotogrammetriche dei territori delle ex colonie.

Infine l'Istituto conserva una collezione di strumenti (circa 400 reperti) di geodesia, astronomia, topografia e fisica. Il nucleo iniziale è nato dalla riunificazione della strumentazione esistente prima del 1861 presso gli enti topografici degli Stati preunitari, in particolare dei Regni delle Due Sicilie e di Sardegna. Si tratta soprattutto di strumenti francesi, inglesi e tedeschi. In seguito, con la nascita dell'Istituto, la collezione si è arricchita, spesso con strumenti progettati da personale interno e costruiti nell'officina meccanica dell'IGM. La collezione viene continuamente incrementata con gli strumenti che via via divengono tecnologicamente superati.

La maggior parte delle collezioni non è esposta. Gli oggetti in mostra sono collocati in armadi e vetrine posti in corridoi (carte) e ambienti di passaggio (strumenti). Per motivi di conservazione, le carte esposte sono state sostituite con copie.

La biblioteca dell'Istituto (120.000 volumi) conserva testi connessi alle attività dell'IGM, 750 atlanti e una ricca emeroteca con circa 700 testate. Sono disponibili cataloghi ragionati, schede sui singoli oggetti, schede tematiche.