广州图书馆是广州市政府主办的公益性文化设施，是一座集学习阅读、信息交流、展览讲座等综合文化功能和数字化网络服务为一体的现代化、大型、综合性公共图书馆。为所有公众服务的公益性公共文化与社会教育机构，以纸质文献、音像制品、数字资源等各类知识信息记录的收集、整理和存储为基础，提供资源借阅与传递、信息咨询、展览讲座、艺术鉴赏、文化展示和数字化网络服务及公众学习、研究、交流空间，开展社会阅读推广活动。
广州图书馆旧馆于1982年1月2日开馆，坐落在广州市越秀区中山四路42号，交通便利，环境优雅。馆舍建筑面积17700平方米，阅览座位1400多个。广州图书馆新馆坐落于珠江边上、广州城市新中轴线和珠江景观轴线交汇处的花城广场，每周开放72小时，节假日照常开放。设13个阅览室、6个外借处和联合图书馆、分馆、流通站、汽车图书馆等57个馆外社区服务点，在全国较早建立了盲人电子阅览室。现有藏书50多万种382多万册（件），其中四分之三对外开放。

广州图书馆按照科学、合理、精简、高效、协调的原则，设中层机构9个：办公室、协作协调部（挂全国文化信息资源共享工程广州市支中心办公室和广州市图书馆学会秘书处牌）、文献流通部、技术部、采编中心、信息咨询部、社会活动推广部（同时挂网络服务部牌）、儿童与青少年部、物业管理与安全保卫部。

1927年，广州市长林云陔为纪念孙中山，促进文化事业，提议举办市立中山图书馆。经市行政会议决定规划筹办。同年，派出募捐专员赴美国、古巴、加拿大、墨西哥，得华侨踊跃捐赠。
1928年，成立广州市立中山图书馆筹建委员会，林云陔、杜定友等十六人为委员。
1929年，市立中山图书馆在文德路原广府学宫破土动工。
1933年10月15日，市立中山图书馆落成开幕，伍智梅任首任馆长。
1934年，省图书馆被撤销，其藏书33500册由市馆接收。
1938年，广州沦陷，市立中山图书馆停办。
1945年，抗战胜利，杜定友兼任市立中山图书馆复办筹备处主任。
1949年，改称广州市立中山图书馆。广州解放后，称为广州中山图书馆。
1955年，省、市两馆合并为广东省中山图书馆。原广州市立中山图书馆馆址改为广东省中山图书馆北馆，称孙中山文献馆。
1980年12月，广州市委办公会议决定筹建广州图书馆。
1981年1月，广州市文化局宣布广州图书馆筹备小组成立和将“星火燎原馆”改为广州图书馆馆址的决定。
1982年1月2日广州图书馆举行开馆典礼。
2004年10月，广州市发展计划委员会正式批复，同意广州图书馆新馆建设项目立项。
2004年10月至2005年1月，广州图书馆新馆国际邀请建筑设计竞赛面向全球征集最佳设计方案。
2006年2月20日，广州图书馆新馆正式奠基。
2012年12月28日，广州图书馆新馆正式部分开放。