移动数字图书馆服务 本馆提供移动数字图书馆服务，根据自身资源特点推出国图动态、文化快递、书刊推荐、资源检索等频道内容，定期更新。该服务需要读者的手机开通GPRS功能。读者在本馆掌上国图（Web）页面或本馆WAP网站进行注册后，下载移动数字图书馆客户端软件并安装在手机上即可进入移动数字图书馆。安装软件后读者可以有选择地定制或取消频道、自主阅读更新的信息内容、注销服务等。也可根据提示主动进行更新。该服务项目本馆不收取任何费用，但移动运营商可能会收取其中产生的GPRS流量费用。
国图手机报服务 国图手机报服务是本馆与北京方正apabi技术有限公司合作，面向全国手机用户推出的免费报纸速递服务。该服务基于移动新媒体传播平台，采用方正文本信息处理技术，实现了报纸出版、发行、传播及阅读的全程数字化。本馆每天将报纸中的文字、图片、动画等信息通过GPRS等手机网络，“速递”到手机用户掌上，实现数字化阅读。该服务目前提供40余种报纸的订阅下载。
手持阅读器服务 读者可使用本馆提供的手持电子书阅读器，或自带手持电子书阅读器，通过本馆电子图书资源平台下载阅读电子图书。本馆电子图书资源平台拥有电子图书约19万种、38万册和年鉴1千余种。其中电子图书来自400多家出版社，覆盖了中图法所有二级分类。本馆手持电子书阅读器可支持CEB、EBA、EBA2.0、PDF、TXT等格式电子图书的下载与阅读。手持阅读器支持图文混排,可在图文中插播动画,短视频,音频。
互联网络服务 本馆已建立了万兆光纤骨干网络，具备6000多个网络节点的千兆桌面接入能力，高达数百兆的互联网出口带宽同时连接到中国联通和中国电信。拥有到中国教育网、中国科技网、政务外网、中央党校图书馆、中央社会主义学院、广电网、歌华有线、中国残联、国务院法制办的互联专线，同时参与我国下一代互联网（CNGI）项目，拥有1000兆IPv6连接。通过高性能、多链路的网络，本馆向党政军、教育科研及广大公众用户提供各种资源和先进服务。
无线网络服务 本馆已开通无线网络接入服务，完成总馆南区、总馆北区和文津街馆区的全面覆盖。读者可以摆脱网线的束缚和地理位置的限制，在阅览区内的任何一处访问国图网络资源。
开放31个阅览室，采取开架或闭架服务的方式，提供中外文书刊报、古籍善本特藏、特色专藏文献、缩微文献、数字资源的阅览服务，其中开架服务的阅览室达21个，文献量200万册左右。读者除了持国家图书馆读者卡进入阅览室外，还可以直接持本人第二代身份证进入开架服务的阅览室。
自助办理证卡
自助复制
数字电视服务是本馆与北京歌华有线公司合作把本馆中适合数字电视发布的资源和服务通过北京地区的有线电视网络推送到北京的300万数字电视家庭中。本馆将向读者提供“国图讲座”、“国图展览”、“电视阅读”、“国图精华”等多种形式的服务内容。在内容选材上，主要播送面向大众的服务内容，读者也可以通过交互式门户获得更多个性化的服务内容。
数字资源触摸体验系统是为了向读者更好地展示国家图书馆的资源和服务而推出的。它是一种新型的人机交互设备，读者无需键盘和鼠标，只需手指轻触液晶显示屏的图形、文字或按钮，便可实现触摸体验系统内数字资源的浏览与互动，其方便、快捷、人性化的设计受到了读者的欢迎。该系统依托国家图书馆的馆藏资源和各项服务，为读者提供了内容丰富的资源展示。