同济大学图书馆拥有丰富的馆藏资源，目前拥有纸本图书460余万册，纸质中外文现刊600多种。电子图书及学位论文约2171万册，中文电子期刊约86万册，外文电子期刊约124万册。除此之外，图书馆还订购了各种知名的大型综合性数据库、各类权威的专业学会出版物全文数据库。同济大学图书馆坚持“读者第一，服务至上”办馆宗旨，开展文献流通阅览、电子阅览、国内外馆际互借、参考咨询、信息素养教研、科技查新、学科服务、情报分析与研究、知识产权信息服务等，并开展多元文化活动，全方位服务全校师生，为教学和科研服务，同时为兄弟院校和社会提供文献信息服务。
同济大学图书馆是国际图书馆协会联合会（IFLA）的团体会员、中国高等教育文献保障系统（CALIS）成员馆、上海地区文献资源共享协作网成员馆，上海外文图书联合目录平台首批成员馆，是教育部批准的首批“科技项目咨询与成果查新中心工作站”。1993年被上海市教委评为A级图书馆。2004年同济大学图书馆加入上海市中心图书馆。2018年成立同济大学知识产权信息服务中心，成为首批国家高校知识产权信息服务中心。
同济大学图书馆设有机构：资源建设与管理部、读者服务部（四平路校区）、读者服务部（嘉定校区）、医学图书馆、工科学科服务部、理科学科服务部、文科学科服务部、咨询与情报服务部、闻学堂、文榷堂、德文图书馆、同济大学博物馆、系统管理部、办公室。
