Die Sammlung Heidenheim besteht aus rund 2600 alten Drucken und 211 Handschriften, die heute in der Zentralbibliothek Zürich aufbewahrt werden. Die Bücher der Sammlung Heidenheim, in Leder, Pergament und Papier gebunden, sind wie jede vergleichbare Judaica-Sammlung vom Gebrauch stark gezeichnet. Heidenheims Interesse lag nicht auf illuminierten Prunkausgaben, sondern auf dem Text der verschiedenen Editionen. Heidenheim war ein Gelehrter, der vorwiegend aus wissenschaftlichem Interesse Bücher anschaffte, und weniger ein bibliophiler Sammler. Trotzdem enthält die Sammlung einige Inkunabeln und andere rare Drucke und repräsentiert im Kleinen die hebräische Literatur- und Typograophiegeschichte in ihren wichtigen Stationen und Epochen.
Während viele jüdische Privatbibliotheken versteigert und in alle Winde zerstreut wurden, befindet sich die Sammlung Heidenheim heute – 100 Jahre nach dem Tod ihres Besitzers – noch am selben Ort, an dem sie hauptsächlich entstand: in Zürich.

Die Druckschriften stammen aus dem 15. bis 19. Jahrhundert und sind in 25 verschiedenen Sprachen abgefasst; zwei Drittel davon in hebräisch. Neben 186 Bibelausgaben finden sich viele frühe und rare Werke jüdischer Grammatiker und Philosophen sowie historische und theologische Werke des 18. und 19. Jahrhunderts in europäischen Sprachen. Christliche Theologie und Philologie sind mit rund 300 lateinischen Titeln vertreten. Daneben finden sich unter anderem Werke von Universalgelehrten, arabischen Geographen, Poeten und ein paar rare Bändchen russischer Exilautoren.

Die grösstenteils hebräischen Handschriften stammen aus dem 14. bis zum 19. Jahrhundert. Sie erstrecken sich über alle Gebiete der hebräischen Literatur, fokussieren aber die Mikrogeschichte des aschkenasischen Judentums im süddeutschen Raum des 18. Jahrhunderts. Einband, Verzierung, Text und Glossen geben Einblick in die jüdische Buchkultur; in die Studierstuben von Rabbinern und in die Fertigkeiten von Studenten. Dementsprechend ist der Grossteil der Handschriften in aschkenasischer Kursive oder Halbkursive auf Papier abgefasst; Rabbinatskorrespondenz liegt teilweise ungebunden vor. Die Sammlung enthält auch einige sehr schöne Pergament-Kodices und drei illustrierte Megillot – Esther-Rollen. Neben der vorherrschenden aschkenasischen Schrift findet sich auch die sefardische, orientalische, byzantinische und jemenitische Ausprägung, letztere in einem Siddur mit supralinearer, babylonischer Vokalisierung.