1.
美國資料中心(1樓、座位18席、服務分機114)
展示由美國出版的最新圖書、雜誌、地圖、電子期刊、DVD、錄影帶，提供讀者免費借用。資料內容以認識美國文化與社會、英語教學與研究、赴美留學所需以及美國旅遊觀光等為主。
另備有無線網路及2部電腦提供讀者查詢網路資訊、線上資料庫、光碟資料庫；並提供50吋液晶電視及視訊設備，讀者可利用閱聽資料或參與遠端會議或討論。針對有意從事美國研究的讀者，專業館員亦將特別給予資訊上的協助。
開放時間：星期二至星期六，上午9時至下午8時；星期日，上午9時至下午5時。
2.
留學資料中心(1樓、座位8席、服務分機114)
為準備出國留學的民眾蒐集各項資料，靜態方面包括一般性的留學參考資料，動態方面則提供個別留學輔導、舉辦不定期留學講座與留學生座談會。
蒐集的留學資料範圍極為廣泛，包括美國、加拿大、英國、紐、澳、日本等國家之學校名錄及科系簡介，資料依留學國別陳列，並與時更新。
開放時間：星期二至星期六，上午9時至下午8時；星期日，上午9時至下午5時。
3.
網路資源中心(9樓、座位42席、服務分機918)
提供42部電腦供民眾上網查詢、列印各項資訊、使用共用電子資料庫、網際網路資源，並提供１部盲用電腦供視障讀者使用。
開放時間：星期二至星期六，上午9時至下午8時；星期日，上午9時至下午5時。
4.
視聽媒體中心(10樓、座位12席、服務分機196)
蒐藏錄音帶、錄影帶、雷射唱片(CD)、VCD、DVD、有聲圖書等視聽資料，可供館內欣賞或外借。本館備有液晶電視、放影機、雷射唱機、DVD放影機、錄音機等視聽組合設備，讀者可憑借閱證申請座位欣賞。另外備有電腦１部供查詢館藏目錄。
開放時間：星期二至星期六，上午9時至下午8時；星期日，上午9時至下午5時。
本館並購買公播版視聽資料，提供各縣市、鄉鎮公共圖書館申請借用，以安排公開播映給當地民眾觀賞。
5.
視聽室(10樓、座位42席、服務分機196)
除每星期三播放卡通外，星期二至星期日播放綜藝影片，供民眾免費欣賞。有關節目名稱、內容，請參閱「本館活動手冊」季刊，免費贈閱。
播映時間：星期二至星期六，下午4時至6時；星期日下午3時至5時(結束時間視播映影片之長度調整)。
6.
數位典藏
本館進行各項數位典藏系統及資料庫建置，目前已建置「地方文獻數位化系統」(http://metadata.ntl.gov.tw)、「舊版報紙資訊網」(http://paper.ntl.gov.tw)、「古文書資訊網」(http://od.ntl.gov.tw)，以及「歷史珍藏e點通—典藏日治時期台灣研究資料」(http://jobook.ntl.gov.tw)等，以數位化保存文化資產，並提供檢索及相關領域的教學研究。
古文書數位化：針對日治時期台灣總督府檔案、已刊文獻之古契約文書，台南市政府文化局民族文物館暨永漢民藝館、高雄市立歷史博物館典藏之古契書，予以數位化，提供古文書全文建檔資料、原件拍攝與影像掃描、Metadata。
典藏日文舊籍數位化：針對本館珍藏的日治時期日文舊籍，依其珍貴性及重要性予以數位化。舊版報紙數位化：「舊版報紙資訊網」提供本館典藏19種民國30-40年代之報紙資料，包括全版掃瞄影像、新聞標題、廣告啟事等。
7.
線上視訊隨選
本館視訊隨選系統(http://vod.ntl.gov.tw)提供線上收看(聽)影片、紀錄片、講座等視聽資料，每週六下午2時並即時轉播閱讀講座之實況，歡迎隨時上網閱聽各種視訊節目。
8.
線上館藏目錄查詢
本館所有館藏資料，包括圖書、期刊、視聽資料等，均可透過「線上館藏目錄查詢系統」(http://ipac.ntl.gov.tw)查詢館藏位置、現況，並可線上預約、續借、查閱讀者個人資料、借閱情形等訊息。本館同時提供讀者借閱狀況電話語音查詢，電話撥打04-2226-1105轉888，輸入借閱證條碼及密碼，即可透過語音播報個人借閱情形。
9.
共用資料庫
本館提供國家圖書館共用資料庫(http://dblink.ncl.edu.tw/common_db.asp)，讀者可在本館電腦設備查詢包括期刊論文、報紙、百科全書、電子書、文史/藝術、自然科學等30多種資料庫，均為免費檢索使用。
10.
主題書展
每季策辦「主題書展」，於兒童閱覽室及3、4、7樓閱覽室展出，吸引讀者利用館藏資源，培養全民閱讀風氣。
11.
班級訪問
積極與館外週邊學校互動，主動推介本館各項服務，推展「國小班級拜訪圖書館」班訪活動，提升學童利用圖書館能力。
12. 《書香遠傳》月刊
本館為積極推廣全民閱讀，營造終身學習的書香社會，於92年6月出版《書香遠傳》月刊，內容包含6大單元：文化新視窗、封面故事、圖書館大家族、書香博覽會、悅讀新世紀及學習夢工廠。93年起連續兩年榮獲行政院優良政府出版品獎。
其中封面故事每月遴選1個主題，邀請專家學者論述；圖書館家族報導圖書館、博物館、美術館等；書香博覽會介紹讀書會與台灣作家身影；悅讀新世紀有政府新頻道、話題充電站、全球百老匯(書香最前線及新書資訊棧)；學習夢工廠介紹文史社團及主題書店、本館參考諮詢的解答等。每月10日出版。
13.
《活動手冊》季刊
本館以3個月為１期，有計畫的辦理相關活動，並出版活動手冊免費提供讀者參閱，以便及早安排時間參與。如每星期六於2樓研習教室舉辦的閱讀講座，凡是每月第1個星期六，一定是「閱讀健康」講座，第2個星期六是「閱讀作家」講座，第3個星期六是「閱讀城鄉」講座，第4個星期六是「閱讀生活」講座。而且每一場講座，均列有延伸閱讀的書目，提供民眾事前或事後作為進一步閱讀參考。
又如10樓視聽媒體中心的視聽室，每天均定時安排影片播映，預先將節目名稱、內容加以介紹，歡迎讀者前來觀賞。活動手冊可逕至本館1樓服務台索閱，或於本館網頁瀏覽。
14.
圖書專用紫外線除菌箱(1樓借還書處)
全國首創、率先自日本引進的圖書專用除菌箱使用操作簡便，除菌箱可同時放置6冊A4的書籍，只要45秒就可以完成除菌作業，對一般常見藏於圖書的大腸菌及黃色葡萄球菌，除菌效果達到99.99％，安全又迅速。