中国国家图书馆是国家总书库，国家书目中心，国家古籍保护中心，国家典籍博物馆。
国家图书馆馆藏宏富，品类齐全，古今中外，集精撷萃。
馆藏文献超4423万册件并以每年百万册件的速度增长。
馆藏总量位居世界国家图书馆第七位，其中中文文献收藏世界第一，外文文献收藏国内首位。
国家图书馆馆藏继承了南宋以来历代皇家藏书以及明清以来众多名家私藏，最早的馆藏可远溯到3000多年前的殷墟甲骨。
珍品特藏包含敦煌遗书、西域文献、善本古籍、金石拓片、古代舆图、少数民族文字古籍、名家手稿等300余万册件。
“敦煌遗书”、“赵城金藏”、《永乐大典》、文津阁《四库全书》被誉为国家图书馆“四大专藏”。
国家图书馆以“中文求全，外文求精”为采访方针，全面入藏国内正式出版物，同时重视国内非正式出版物的收藏。
国家图书馆是国务院学位委员会指定的学位论文收藏中心和博士后研究报告收藏馆，也是图书馆学专业资料集中收藏地、全国年鉴资料收藏中心，并特辟香港、澳门、台湾地区出版物专室。
国家图书馆外文书刊购藏始于上世纪20年代，123种文字的文献资料约占馆藏的近40%，大量入藏国际组织和政府出版物。
随着信息载体的发展变化，国家图书馆馆藏规模不断扩大，类型日益丰富。
不仅收藏了丰富的缩微制品、音像制品，还建成了中国最大的数字文献资源库和服务基地，数字资源总量近2757TB，并以每年100TB速度增长。
实施“中国记忆”项目，围绕中国现当代重大事件、重要人物等专题采集口述、影像、音频等文献史料。
经过百十余年不懈努力，国家图书馆馆藏已形成富有特色的藏用并重格局，建成精华尽收、从传统到现代的民族文化宝库。
国家图书馆编辑出版国家书目、联合目录和馆藏目录。
编辑全国书刊联合目录始于1929年，主持编制《中国国家书目》《民国时期总书目》和《中国古籍善本书目》等30余种书目，建立起我国的中文图书书本式目录体系。
主持编制《中国图书馆图书分类法》《汉语主题词表》《中国文献编目规则》和《中国机读目录格式》等标准规范，为全国图书馆业务建设提供有力支撑。
上世纪90年代，随着计算机技术与网络环境的迅猛发展，国家图书馆发行了《建国五十年中文图书书目》光盘版。
1997年成立的全国图书馆联合编目中心，在全国范围内组织和管理图书馆联机联合编目工作，共享书目、规范数据和馆藏资源。
目前全国图书馆联合编目数据库不断扩大，结合中国国家书目门户，已经形成了一个规模大、品种多、覆盖广、服务产品多元的中国国家书目综合数据库。
2011年，中心开始向所有成员馆免费提供书目数据服务，积极推动信息资源共建共享。
近年来，国家图书馆不断推进文献信息资源整合揭示，建设文津搜索系统，提升资源发现能力，满足读者对各类资源的“一站式”检索需求，快速获取所需内容，享受便捷服务。
为抢救、保护珍贵文献，继承、弘扬优秀传统文化，国家图书馆先后策划实施古籍和民国时期文献保护计划。
中华古籍保护计划是我国历史上首次由中央政府主持开展的文献保护项目，国家图书馆作为国家古籍保护中心，承担具体组织实施工作。
按照“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的方针，2007年中华古籍保护计划启动以来已经取得重要成果：全面开展古籍普查登记工作；建立《国家珍贵古籍名录》，实现国家对古籍的分级管理和保护；命名“全国古籍重点保护单位”，改善古籍存藏环境；建立多层次人才培养体系，培养形成一批具有较高水平的古籍保护专业人员；研制古籍保护标准规范，加快古籍保护科学化、规范化进程；抢救修复破损古籍，延续古籍生命；加强古籍的整理出版和研究利用，发挥其传承优秀传统文化的重要作用。
此外，建立中国古籍保护协会，加强古籍保护行业协作，完善由政府主导、社会力量积极参与的古籍保护体系。
民国时期文献保护计划是国家图书馆联合国内文献收藏单位于2012年启动实施的文献保护工程。
在全国图书馆积极参与下，民国文献普查逐步开展；海外文献征集取得实质性进展；文献整理出版取得重要成果，形成对日战犯审判文献资料丛刊、抗日战争文献史料丛编、民国时期文献资料丛编等系列文献，满足社会需求，服务国家战略大局。
中国国家图书馆代表团参加第42届国际法律图书馆协会年会，中国国家图书馆负责同志会见朝鲜科学技术殿堂副总长一行，国家图书馆中共中央对外联络部分馆成立，中国国家图书馆与韩国国立中央图书馆举行第24次业务交流活动，中国国家图书馆代表团出席第28届俄罗斯图书馆协会年会，国家图书馆负责同志会见巴拿马驻华大使一行，中英两国国家图书馆续签谅解备忘录，国家图书馆负责同志会见第十四届全国人大常委会委员、香港民建联会务顾问一行，中国国家图书馆党委书记会见斯里兰卡国家图书馆与文献委员会主席。