南京航空航天大学图书馆始建于1952年。近年来，随着学校教育事业的不断发展，图书馆的硬件设施、文献资源建设、读者服务和自动化服务水平等都得到了显著提高。

南京航空航天大学图书馆现有明故宫校区、将军路校区和天目湖校区（过渡）三处馆舍，包括院系分馆在内总面积4.6万平米，阅览座位4700余席。截止2019年底，图书馆除了收藏293万余件印刷型文献之外，还拥有丰富的各类电子型及数字型文献信息资源1210万余册，初步形成以航空、航天、民航为特色，以计算机科学、电子科学、自动控制、机械制造、材料科学等为重点，工、理、管、经、哲、法等多学科相结合的文献信息资源保障体系。
南京航空航天大学图书馆作为教育部科技查新工作站和中国航空信息中心科技查新咨询站，面向校内外用户开展专题、定题的文献信息检索与科技查新服务。自2003年设立“情报学”硕士点以来，已经招收十余届研究生，承担了多项省、部级科研课题研究。作为CALIS（中国高等教育文献保障系统）、JALIS（江苏省高等教育文献保障系统）、南京城东高校图书馆文献资源共享联合体、宁镇扬地区高校联合体（江宁驻区高校联合体）的成员馆，南京航空航天大学图书馆与各兄弟高校图书馆，在文献信息资源共建、共享方面有着广泛友好的协作关系。作为JALIS所属江苏省高校中文图书采编中心之一，还担负着全省100多家高校图书馆的中文文献信息资源的共建、共享工作。

工业和信息化部在南京航空航天大学图书馆设立工业和信息化智库评价中心，开展智库评价项目，发布最新的学科与智库评价报告，促进智库评价与智库建设的良性互动。通过江苏省高校图书馆专利信息传播与利用基地，有效拓展南京航空航天大学图书馆的专利信息服务空间，支撑科技成果有效转化。作为江苏省首批书香校园建设示范点，南京航空航天大学图书馆扎实做好阅读推广工作，积极推进书香校园、书香江苏建设。

南京航空航天大学图书馆设有文献资源建设部、服务一部、服务二部、信息技术部、发展研究室、馆办公室、中文文献采编中心等业务及行政部门。现有在职员工84人，其中具有本科及研究生学历的占92%，中、高级职称人员达82%。按照学校“一个中心、五路并举”的战略布局，图书馆全体工作人员奋发有为，砥砺前进，向着建设与南京航空航天大学地位相适应的航空航天民航特色鲜明的世界一流大学图书馆而努力奋斗。