Parmi les collections célèbres de vulgarisation, la Bibliothèque des merveilles s'impose largement. Fondée en 1864, elle fait la part belle aux ouvrages de sciences naturelles : Édouard Charton, son directeur, invite des savants à écrire sur leur spécialité (comme le géologue Sonrel avec Le fond de la mer) ou des auteurs plus connus à livrer plusieurs titres (Fonvielle écrit Éclairs et tonnerre, Zurcher et Margollé Les Glaciers ou encore Les Météores).
Le discours est richement illustré de vignettes et de pleines pages souvent saisissantes, parfois de planches en couleurs, œuvres de grands noms comme Férat ou Bayard. Durant de nombreuses décennies et jusqu'à la fin du XIX^e siècle, les ouvrages de la Bibliothèque des Merveilles sont de très bons moyens de découverte des sciences et techniques, diffusés largement comme livres de prix, livres d'étrennes ou dans les bibliothèques populaires.