In ihren acht Sammlungen bewahrt die Österreichische Nationalbibliothek als Erbe der Habsburgischen Hofbibliothek einen bedeutenden Anteil an schriftlichem Weltkulturerbe, zu dessen dauerhafter Bewahrung sie sich verpflichtet fühlt. Von international herausragender Bedeutung sind die Bestände an antiken, mittelalterlichen und neuzeitlichen Handschriften verschiedenster Kulturkreise sowie an Musikautografen, ebenso wie Inkunabeln und alte Drucke, historische Karten, Porträts und andere Bilddokumente, Plakate, Exlibris und Flugblätter und nicht zuletzt die literarischen Nachlässe österreichischer AutorInnen. Drei bibliothekseigene Museen präsentieren der Öffentlichkeit Objekte aus der weltweit größten Sammlung an Papyri, aus einem einzigartigen Bestand historischer Globen und einer imposanten Sammlung zur Weltsprache Esperanto. Der 1723-1726 nach Plänen von Johann Bernhard Fischer von Erlach errichtete barocke Prunksaal zählt zu den beeindruckendsten Bibliotheksbauten der Welt und erinnert an die kaiserliche Bibliothek.
Alle Sammlungen sind Orte lebendiger wissenschaftlicher Forschung in engem Kontakt mit anderen wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen (u. a. auf Basis von EU-geförderten Projekten). Voraussetzung dafür ist die konsequente formale Erfassung der Sammlungsobjekte, die laufend ergänzt werden. Eine besondere Herausforderung stellt die schrittweise digitale Präsentation ihrer Bestände dar.