Biblioteca și arhivele de cercetare ale Muzeului de Istorie Pasadena menține cea mai mare și mai cuprinzătoare colecție de documente și artefacte legate de istoria orașului. Biblioteca de cercetare conține peste 1.000.000 de fotografii istorice, cărți rare, manuscrise și hărți, înregistrări arhitecturale și multe altele. Colecția muzeului include o vastă colecție de artă, inclusiv picturi de la pictori locali plein air, precum și textile, ceramică, mobilier și alte materiale tridimensionale de importanță istorică pentru zonă. Colecția de costume și textile a muzeului include peste 3.000 de artefacte datând din 1880 până în 1970.
aproximativ un milion de imagini fotografice, unele doar în format negativ, sunt conținute în arhivele foto extinse ale muzeului, care prezintă lucrări ale unor fotografi importanți din Pasadena de la sfârșitul secolului al 19-lea, precum și albume foto, stereografii și cărți poștale. Muzeul găzduiește, de asemenea, colecții de fotografii de la Pasadena Star-News și fotografi locali J. Allen Hawkins și Flag Studios. Arhiva ziarului muzeului include 15 picioare liniare de ziare locale, inclusiv copii legate ale Pasadena Star din 1886-1924. Biblioteca de cercetare găzduiește aproximativ o mie de cărți și peste 300 de manuscrise datând din anii 1830 până în prezent.
arhivele conțin, de asemenea, rapoarte de proiectare și conservare istorică ale Departamentului de planificare Pasadena, directoare ale orașului Pasadena și hărți istorice din Pasadena și Valea San Gabriel de Vest, inclusiv un set de hărți de asigurare împotriva incendiilor Sanborn pentru Pasadena.
arhivele găzduiesc peste 150 de colecții speciale donate de persoane, organizații și persoane active în Pasadena. Acestea includ colecția de desene arhitecturale Sylvanus Marston; colecția Tournament of Roses; colecția familiei Giddings-Hollingsworth; lucrările Fenyes-Curtin-Paloheimo; colecția de istorie neagră; și colecția Hugh Anderson/Model Grocery Company. Colecțiile speciale sunt listate pe site-ul muzeului, iar unele sunt disponibile prin intermediul Arhivelor online din California site-ul web.
Biblioteca de cercetare și arhivele sunt situate la nivelul inferior al Centrului de Istorie și deschise de joi până duminică de la 1-4 p.m. parcarea gratuită este disponibilă la lotul Muzeului.