西安市图书馆能够为读者提供图书阅览、外借、视听、数字资源远程阅读、参考咨询、讲座、展览等多项服务，并承担着国家文化信息资源共享工程西安市级支中心、国家数字图书馆推广工程和西安市古籍保护中心的职能，是西安市图书馆学会办事机构。全馆有工作人员80人，内设机构12个，服务窗口23个，阅览座位1200个，多功能报告厅1个，展览厅1个，开设分馆10个，流动服务点12个。馆藏纸质图书92万册，电子图书及电子期刊12万册，订阅现期报刊3485种，日接待读者3000人次左右。拥有计算机309台，开通了公共书目查询系统（OPAC），实现了本馆书目数据的远程查询，有CNKI中国知网、Apabi阿帕比数字图书馆、博看报刊数据、新东方在线教育、西安非物质文化遗产、“天禄讲坛”音频、万方视频、万方学术期刊等数据库，并开通了移动数字阅读平台。每周六下午定期举办公益性讲座“天禄讲坛”，相关专家、学者免费为市民讲座。各项业务工作采用ILASⅡ（图书馆自动化集成管理系统）管理，为各类读者提供阅览、外借、视听、电子阅览、参考咨询等多项服务。编辑出版《天禄集英》（馆刊）、西安市图书馆学会《工作通讯》及《西安决策参考》等资料，服务方式不断优化，服务质量大幅提升，公共文化服务职能突显，得到了政府和群众的认可。