Biblioteka SANU je jedinica u sastavu Srpske akademije nauka i umetnosti. Njenim radom rukovodi upravnik kojeg imenuje Predsedništvo SANU iz redova članova SANU. Biblioteka ima Stručni savet u čiji sastav ulaze predstavnici svih odeljenja SANU i upravnik Biblioteke.

Biblioteka SANU ustanovljena je u Društvu srpske slovesnosti 7. novembra 1841. godine. Počela je s radom 14. juna 1842. godine, kada je prve knjige poklonio Dimitrije Tirol, a za bibliotekara određen Konstantin Bogdanović.

Knjižni fond Biblioteke sadrži oko 1.500.000 knjiga, časopisa i drugih štampanih i elektronskih izdanja iz svih oblasti nauke i umetnosti. Od svih biblioteka u Srbiji, Akademijina biblioteka poseduje najveću zbirku stranih knjiga, a procenjuje se da je prema veličini knjižnog fonda četvrta biblioteka u Srbiji. Fond je najvećim delom nastao razmenom sa stranim naučnim ustanovama. Biblioteka nema obavezni primerak, ali razmenjuje izdanja sa oko 700 akademija, univerziteta i srodnih institucija u zemlji i inostranstvu.

Biblioteka svoje zbirke uvećava i otkupom, poklonima i kupovinom pa se godišnje fond uveća za oko 6.000 publikacija.

Rad Biblioteke organizovan je u šest odeljenja: Odeljenje za nabavku i razmenu publikacija, Odeljenje za obradu publikacija, Odeljenje stare i retke knjige i posebnih fondova, Odeljenje bibliotečkih fondova i tehničkih poslova, Odeljenje za informacije i usluge čitaocima i Bibliografsko odeljenje.

Izuzetno dragocen deo fonda Biblioteke predstavljaju posebne biblioteke i zbirke. Zbirku starih i retkih izdanja čini 3.500 naslova. U 40 posebnih biblioteka nalazi se oko sto hiljada publikacija, dok posebnu celinu čine knjige iz biblioteke Vuka Karadžića. U okviru Biblioteke nalazi se i fototeka u kojoj se čuva oko 10.000 fotografija članova SANU i njenih prethodnica.
Biblioteka prikuplja dokumentaciju o članovima Akademije od 1841. do danas. Izrađuje periodične i jubilarne bibliografije akademika, pregled izdanja SANU, kataloge i druga izdanja. Redovno priređuje izložbe povodom jubilarnih godišnjica.

Elektronska obrada publikacija započeta je 1990. Od 2012. godine Biblioteka aktivno učestvuje u stvaranju uzajamnog elektronskog kataloga Srbije u sistemu COBISS. Zakonom je određena za jednog od pet nosilaca jedinstvenog bibliotečko-informacionog sistema Republike Srbije.

Preko projekta KoBSON (Konzorcijum biblioteka Srbije za objedinjenu nabavku) u Biblioteci je dostupno više od 35.000 stranih naučnih časopisa i knjiga u elektronskom obliku.

U Biblioteci SANU se prikuplja dokumentacija o svim članovima SANU od 1841. godine do danas. Dokumentacija obuhvata podatke o članovima, od fotografije i potpisa, preko referata za izbor u članstvo, do biografije i bibliografije. U dokumentaciji se čuva i literatura o članovima kao i druga dokumentacija u vezi sa njihovim životom i radom. Na osnovu tih podataka moguće je pripremiti različite publikacije i tekstove o SANU i njenim članovima. Ta građa je dostupna korisnicima u prostorijama Biblioteke SANU.

Tribina Biblioteke osnovana je 1991. godine s ciljem da se predstave nove knjige akademika i nova izdanja SANU i njenih instituta. Godišnjak Tribine izlazi od 2013. godine.

Biblioteka ima opštu čitaonicu i čitaonicu za članove SANU. Učlanjenje je besplatno. Građa je dostupna za rad isključivo u čitaonici, a moguće je fotokopiranje, skeniranje i fotografisanje. Čitaocima su na raspolaganju računari za pretragu elektronskih baza i čitač mikrofilmova. Prostorije za rad sa korisnicima renovirane su početkom 2017.