ГПНТБ России создана и функционирует в целях формирования и хранения национального фонда отечественной и зарубежной научно-технической литературы и документов, информационно-библиотечного обслуживания ученых, специалистов, студентов и преподавателей высшей школы, а также российских организаций, учреждений и предприятий по естественным наукам, технике и смежным отраслям знаний.
В этих целях ГПНТБ России осуществляет научную обработку поступающих в ее фонды литературы и документов, создает справочно-поисковый аппарат, автоматизированные библиотечные и информационные системы и сети, современные библиотечные технологии обработки данных и обслуживания потребителей научно-технической информации. В фонде ГПНТБ России насчитывается около 8 млн экземпляров изданий. Общее число читателей ГПНТБ России составляет около 200 тыс. Библиотека ведет обслуживание более 3000 коллективных абонентов. Годовое количество запросов различного типа составляет около 5 млн.
ГПНТБ России осуществляет международное сотрудничество с библиотеками и информационными центрами многих стран мира, является членом ряда международных библиотечных организаций.