El Archivo Fotográfico está constituido por un conjunto de más de 100.000 fotografías sobre temas castellonenses. Debemos distinguir por su procedencia diferentes fondos.
En primer lugar contamos con el denominado Fondo Propio, el cual consta de 7.152 fotografías y corresponde al fondo antiguo de la Diputación, a las que se añaden un fondo de 2.373 negativos que proceden del fondo de la Revista Penyagolosa, y 3.300 fotografías del fondo del servicio de Publicaciones.
En el Fondo Archivo Mas, con 2.510 fotografías, se pueden encontrar las copias de las imágenes adquiridas a este importante archivo fotográfico, procedentes del Institut Amatller d'Art Hispànic. Relativas a los años 1918 y 1919 principalmente, son de gran interés al recoger imágenes del patrimonio artístico de la actual provincia de Castellón, parte del cual desaparecería durante la Guerra Civil.
El Fondo Biblioteca Nacional, con 495 fotografías, contiene copias de imágenes de la Guerra Civil (1936-1939) en una serie pueblos de la provincia de Castellón, adquiridas en 1997 a la Biblioteca Nacional.
Además el archivo cuenta con 1.163 fotografías aéreas de los Vuelos Nacionales de 1956-1957 y 1967, procedentes del Servicio Geográfico del Ejército y adquiridas en 1987.
Procedentes de donaciones se encuentran los fondos del fotógrafo Heredio Iserte Baca y el fondo fotográfico de Matilde Salvador. El fondo fotográfico de Heredio Iserte incluye un total aproximado de 77.800 imágenes, que incluyen negativos, fotografías e imágenes digitales realizadas durante su etapa como fotógrafo del periódico Mediterráneo y de la Diputación Provincial, desde mediados de los años 60 hasta su jubilación en 2007.
El fondo fotográfico Asencio-Salvador fue donado en septiembre de 2018 por Matilde Asencio a la Diputación de Castellón. Contiene el fondo fotográfico recopilado y organizado por Matilde Salvador, que incluye su legado familiar y personal. El fondo reúne 8.420 fotografías, con una cronología desde 1871 a 2007, con imágenes relativas al panorama artístico, cultural y musical valenciano y español, así como a la historia de Castellón.