中南大學圖書館由原中南工業大學圖書館、原湖南醫科大學圖書館和原長沙鐵道學院圖書館合并組成，是學校的文獻信息中心。圖書館覆蓋5個校區，在用館舍面積共計約7.5萬平方米，設有11個業務部門，擁有24個大型書庫、31個閱覽室，閱覽座位5000多個。截至2017年底,全館共有在職職工147人，其中正高職稱6人，副高職稱29人，中級職稱72人，具有大專以上學歷人員占總人數的90%以上。中南大學圖書館為教育部首批綜合類科技查新單位、中國數字圖書館分館。截至2017年底，館藏紙質文獻總量454萬余冊（包括圖書、過刊和資料等），電子文獻總量1036萬余冊（包括電子圖書、電子期刊折合數、學位論文等），文獻信息資源種類多樣，內容豐富。館藏文獻重點涵蓋冶金、材料、地質、采礦、土木建筑、交通運輸、醫學等多個學科，建立了連續性的、反映學校專業特色的藏書體系，為學校教學、科研、醫療提供全面、多樣化的文獻信息服務支持。

“中南大學數字圖書館”是中南大學985、211工程子項目之一，已建成了具備一定先進水平的數字圖書館平臺，在行業和區域范圍內起到了一定的示范作用。大力引進和推廣數據庫等電子文獻資源，已引進CNKI、SCI、SSCI、EI、SciFinder等中外文全文和文摘數據庫共250余個，館藏各類電子資源涵蓋我校全部重點學科。自建多個特色數據庫，均已形成一定規模，其中《有色金屬特色文獻數據庫》和《重點學科導航庫》被列入“中國高等教育文獻保障體系（CALIS）”子項目。依托中國高等教育文獻保障體系（CALIS）、湖南省高校數字化圖書館、館際互借資源共享平臺等，可實現廣泛的文獻信息資源共享。網絡布局采用集中、分布、并行相結合的管理模式，網絡主干設備均配千兆光纖模塊，構筑以8GBSAN架構的光纖存儲網為核心的高可靠性的數字圖書館環境，采用雙機集群、異地存儲、容災系統，系統物理容量超過300TB，實現信息集中發布、分散管理的格局。

2003年中南大學圖書館成為教育部首批全國11個綜合類科技查新站之一（Z11），依托查新站的建設，在專業化、學科化信息服務方面實現了長足的進步。在科技查新工作中大力推廣SCI等大型數據庫或平臺的使用，為中南大學的科研立項、成果評價、人事管理、醫學臨床等工作提供有力的文獻信息支持，取得了很好的效果。2013年，中南大學科技查新站榮獲“教育部優秀科技查新站”，全國僅15所高校獲得。2014年，又獲得教育部通報表揚（教技發中心函[2014]132號），全國僅三個科技查新站獲此通報表揚。

中南大學圖書館一直秉承“讀者第一”的服務理念，在資源建設與服務、閱讀推廣等方面，致力打造區域性與行業標桿。已連續成功舉辦十屆中南大學“讀書月”活動，“讀書月”成為校園的品牌文化活動，閱讀推廣活動成績突出。2013年、2014年連續兩年被中國圖書館學會評為“全民閱讀先進單位”。2016年被中國圖書館學會授予“全民閱讀示范基地”，2017年“全民閱讀示范基地”稱號通過復核并繼續保留該稱號。近幾年，還多次榮獲湖南省教育廳頒發的“經典、精讀、經世”湖南省普通高校一校一書閱讀推廣活動“優秀組織獎”、“創新案例獎”。多次榮獲湖南省高校圖工委頒發的“信息資源建設與共享先進單位”、“湖南省高校數字圖書館建設與推廣利用獎特別貢獻獎”等多項獎勵。2015年中南大學讀書月相關活動，在湖南電視教育頻道進行了典型報道。2016年被湖南省精神文明建設指導委員會評為“湖南省二0一五屆文明窗口單位”。