西安市圖書館能夠為讀者提供圖書閱覽、外借、視聽、數字資源遠程閱讀、參考咨詢、講座、展覽等多項服務，并承擔著國家文化信息資源共享工程西安市級支中心、國家數字圖書館推廣工程和西安市古籍保護中心的職能，是西安市圖書館學會辦事機構。全館有工作人員80人，內設機構12個，服務窗口23個，閱覽座位1200個，多功能報告廳1個，展覽廳1個，開設分館10個，流動服務點12個。館藏紙質圖書92萬冊，電子圖書及電子期刊12萬冊，訂閱現期報刊3485種，日接待讀者3000人次左右。擁有計算機309臺，開通了公共書目查詢系統（OPAC），實現了本館書目數據的遠程查詢，有CNKI中國知網、Apabi阿帕比數字圖書館、博看報刊數據、新東方在線教育、西安非物質文化遺產、“天祿講壇”音頻、萬方視頻、萬方學術期刊等數據庫，并開通了移動數字閱讀平臺。每周六下午定期舉辦公益性講座“天祿講壇”，相關專家、學者免費為市民講座。各項業務工作采用ILASⅡ（圖書館自動化集成管理系統）管理，為各類讀者提供閱覽、外借、視聽、電子閱覽、參考咨詢等多項服務。編輯出版《天祿集英》（館刊）、西安市圖書館學會《工作通訊》及《西安決策參考》等資料，服務方式不斷優化，服務質量大幅提升，公共文化服務職能突顯，得到了政府和群眾的認可。