Durante gran parte de la segunda mitad del siglo XX, el microfilm fue elegido como medida de preservación de los documentos de un archivo, hasta antes de 1990, cuando se comenzó a utilizar la digitalización documental. La técnica se basa en crear una copia de seguridad por medio de la microfotografía, la cual fija en una película imágenes de los documentos de gran interés, que posteriormente se pueden observar en una máquina lectora de microfilms y evitar de ese modo la consulta directa de los originales, que podrían sufrir un deterioro, garantizando así la conservación del patrimonio documental.
Entre las ventajas que ofrece se encuentra la durabilidad del material de la película y el poder registrar en un formato pequeño una gran cantidad de información. Por esta razón, en el AGN se han microfilmado algunos fondos documentales, entre ellos Tierras e Inquisición. Este último cuenta con 1,555 volúmenes microfilmados, los cuales fueron producidos a principios de los años noventa.
Otro de los beneficios es poder preservar en otros archivos, una copia en este tipo de formato de los documentos que por su valor llegan a ser de interés mundial. Por ejemplo, en el AGN se han integrado algunas colecciones que se encuentran en resguardo de otros recintos, como las microfilmaciones procedentes de la Academia Mexicana de Genealogía y Heráldica, donde se localizan los registros parroquiales y los libros del Registro Civil de México, desde el siglo XVI hasta 1979; la Colección de Documentos Históricos de Ciudad Juárez, Chihuahua, que fueron microfilmados por el Texas Western College; la Colección Latinoamericana Nettie Lee Benson, que procede de la Universidad de Texas en Austin.
Asimismo, el AGN ha incorporado dentro de su acervo copias de microfilm de otros archivos particulares de México, que resultan de interés para los investigadores, como el Archivo Particular de Lázaro Cárdenas, que concentra documentación de la trayectoria política y militar del ex presidente; la documentación de Antonio Díaz Soto y Gama; y la colección de documentos procedentes de la Secretaría de Reforma Agraria: Repartos Ejidales, que incluye información sobre el reparto ejidal que se llevó a cabo en diversos estados de la república; e imágenes de planos de dotación de ejidos.
