Una parte fundamental en el trabajo realizado por Claudio Gay Mouret fue la realización de bocetos, croquis y dibujos de la flora, fauna y paisajes que encontró a su alrededor mientras recorría la geografía nacional. Estas imágenes fueron importantes tanto para su metodología de análisis natural como para enriquecer dos de sus más significativos proyectos bibliográficos: la Historia Física y Política de Chile (1841-1871) y el Atlas de Historia Física y Política de Chile (1854).

La mayor parte de estos fueron mejorados por Gay en Europa, específicamente en su segundo viaje a Francia, en el que solicitó la confección e impresión de láminas y grabados a la imprenta en la que también estaba reproduciendo su obra escrita.

Junto con las reproducciones iconográficas de autoría propia, Gay también se contactó con el artista romántico Juan Mauricio Rugendas (1802-1845), quien en la década de 1820 colaboró con el científico Alexander Von Humboldt (1769-1859) y en 1834 había visitado Chile.

Las láminas y grabados de su autoría, junto con las de Rugendas e impresiones de cuadros y litografías de otros artistas como Pierre Frédéric Lehnert (1811-1880) y H. Wander-Burch, impresas por Gay en Europa con autorización de sus autores, fueron incluidas en el Atlas publicado en dos volúmenes en 1854.

Fuera de los grabados de zoología y botánica que ocupan parte importante del primer volumen y todo el segundo volumen, el resto de la iconografía que Gay introdujo en el Atlas puede ser clasificada en al menos cuatro categorías.

En primer lugar, representaciones del pueblo Mapuche, como las láminas tituladas "Entierro del cacique Cathiji", "Un malón", "Un machitún", "Araucanos" (vestimentas) y el "Juego de chueca".

En segundo lugar, imágenes costumbristas y de diversiones populares como la titulada "Una carrera en las lomas de Santiago", la "Vista de la Laguna de La Laja" acompañada de guanacos y arrieros; la imagen de "La trilla"; la procesión de la Virgen de Andacollo; la caza de cóndores y guanacos.

En tercer lugar, iconografías de personajes como el "Carretero" y el "Capataz" con sus respectivas vestimentas; los múltiples personajes que acompañan láminas como "trajes de la gente de campo", una iconografía que rescata un paseo campestre en que hombres y mujeres aparecen con sus trajes cotidianos, correspondientes a un contexto específicamente rural y conectado con su entorno; "Mineros"; "Una chingana" o "Vendedores de las calles", repletas de personajes populares.

Y en cuarto lugar, láminas de ciudades y paisajes como la vista panorámica de la bahía y ciudad de Valparaíso, que muestra a hombres y mujeres de paseo, hombres a caballo y carretas recorriendo un tramo del camino de Santiago a Valparaíso; una representación coloreada del incendio de Valparaíso del 15 de mayo de 1845; una vista panorámica de la avenida de entrada a la ciudad de Santiago, adornada con carretas de pasajeros que van ingresando a la capital; imágenes de paisajes rurales y urbanos de Illapel, Coquimbo, Valdivia, la Laguna de Culeo; la lámina coloreada de la "Plaza de la Independencia", "El paseo de la Cañadilla" en Santiago; el "Presidio de la Isla de Juan Fernández" o "Visita al volcán Calbuco".

Algunos historiadores inscriben el trabajo iconográfico de Gay en la corriente cultural y artística del Romanticismo, influido principalmente por la formación estética que recibió durante su juventud en Europa y el influjo de sus profesores, con quienes compartió actividades de naturalista; así como por su relación con el propio Rugendas, amistad forjada en el interés compartido de conocer y recorrer América y Chile.

La estética romántica se aprecia, principalmente, en la importancia que le dio Gay a los sujetos, costumbres y usos populares, los que en su mayoría fueron representados de manera estilizada, en atmósferas "muy propias del arte europeo de entonces", en exteriores, al aire libre y en contacto permanente con la naturaleza (Muñoz López, Cristián. Naturalistas en Atacama. Darwin, Domeyko, Gay, Pissis y Philippi. Copiapó: Editorial Alicanto Azul, 2013, p. 29-30).

Del mismo modo, en las láminas del Atlas se ha observado el uso de imágenes "que no son ingenuas ni meramente aleatorias, sino que han sido elegidas cuidadosamente para mostrar la biodiversidad en interacción con lo social y cultural del Chile de la época. Dichas imágenes son claramente un ejemplo 'de la estrecha dependencia entre arte y ciencia'. Esa bella unidad de los distintos exponentes de la naturaleza en interacción con los personajes típicos de la sociedad es claramente un énfasis romántico que ya había asentado Humboldt como complemento de su trabajo en América" (Saldivia, Zenobio. "Claudio Gay: su marco epistémico y el respaldo político del gobierno de Chile". Intersticios Sociales. Número 18, septiembre de 2019 - febrero de 2020, p. 17-18).