中国科学院国家科学图书馆于2006年3月由中国科学院所属的文献情报中心、资源环境科学信息中心、成都文献情报中心和武汉文献情报中心四个机构整合而成，实行理事会领导下的馆长负责制。总馆设在北京，下设兰州、成都、武汉三个二级法人分馆，并依托若干研究所（校）建立特色分馆。全馆现有员工470余人，馆舍建筑面积8万平方米，依托网络提供高速、便捷的科技信息服务。
国家科学图书馆负责全院文献情报服务的组织、管理和协调，负责公共信息平台建设和服务，领导各分馆开展高效的文献情报服务。作为有特色的文献情报服务机构，各法人分馆根据全院统筹布局，参与全院文献情报联合建设，负责相应领域的战略情报研究和面向相应地域研究所一线的深层次用户服务；各个特色分馆，在服务本单位需要的同时，接受国家科学图书馆的业务指导，满足特色需求，服务全院，辐射全国；各个研究所图书馆，在国家科学图书馆的统筹协调下，共同支持研究所的文献信息服务。国家科学图书馆立足全院、面向全国，主要为科研人员和科技管理和决策工作者，提供自然科学基础学科、边缘交叉科学和高技术领域的科技文献资源保障、学科化信息服务和战略情报研究服务，并开展学术交流与科学文化传播服务。国家科学图书馆以构建“国际一流、国内领先”的文献情报服务能力为目标，围绕用户需求，不断创新服务模式、深化服务内涵，初步建立了以数字资源为主的文献资源联合保障体系，初步建立了基于网络的文献信息联合服务体系，初步实现了基于用户环境的、情景敏感的学科化服务模式和战略情报服务模式。
近年来，国家科学图书馆从用户需求出发，积极创新，自主开发了面向用户服务的跨库集成检索服务系统、网络参考咨询服务系统、期刊集成目录服务系统、馆际互借与原文传递服务系统、学科信息门户网站，以及可让科研人员便携在身的“随易通”服务，使广大用户能随时随地获取全球化的科技信息，享受方便、快捷的服务。国家科学图书馆总分馆是国家科技文献平台的骨干成员，是各地区科技文献系统发展的重要推动力量，也是国际图书馆协会与机构联合会（IFLA）的重要成员。常务副馆长张晓林博士在2005年当选为该组织管理委员会委员，并有一批中青年骨干在其专业委员会中任职。近年来，加强国际交流合作，积极组织、参与高层次专门化国际学术活动，目前已与美国、英国一些著名大学图书馆、韩国科学技术研究院（KISTI）、德国马普学会的相应机构等建立了稳定的合作关系，并以人才交换培养、互访、合作承担研究项目、举办国际学术交流研讨会等形式进行广泛交流与合作。
国家科学图书馆是我国图书馆学和情报学的硕士学位和博士学位授予单位，现有在读研究生近100人，还常年接收高级访问学者并组织专业继续教育。
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