Die Bibliothek ist seit der Gründung im Jahr 1903 ein integraler Bestandteil des Deutschen Museums. Mit einem Bestand von über 975.000 Bänden und rund 2.700 laufenden Printzeitschriften gehört sie heute zu den größten Spezialbibliotheken Deutschlands. Die Sammlung zeichnet sich durch ihren international herausragenden historischen Bestand an Werken zu Naturwissenschaften und Technik ebenso aus wie durch die umfassende Sammlung der aktuell erscheinenden internationalen Forschungsliteratur.
Für historische Forschungen bietet die Bibliothek einen breiten, dichten Bestand an Primärliteratur, der die Entwicklung von Naturwissenschaften und Technik von der Renaissance bis zur Gegenwart widerspiegelt. Dieser entstand nicht zuletzt durch die Übernahme technischer Fachbibliotheken etwa der des 1815 gegründeten Polytechnischen Vereins. Dieser historische Bestand hat seinen Schwerpunkt in der Fachliteratur des 19. und der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Dazu zählen 150.000 Bücher ebenso wie die zeitgenössischen Fachzeitschriften, Firmenfestschriften oder Patentschriften. Für Forschungen zur Frühen Neuzeit bietet die Sammlung Libri rari Zugang zu über 12.000 Werken.
Die Bibliothek erwirbt seit vielen Jahrzehnten in großer Breite die neu erscheinende Literatur zur Geschichte von Naturwissenschaften und Technik. Die Neuerwerbungen umfassen die einschlägige monografische Literatur ebenso wie die sogenannte graue Literatur, darunter die Publikationen von Museen und Unternehmen. Der FID bietet die Möglichkeit, die Sammeltätigkeit insbesondere für fremdsprachige Publikationen noch weiter zu vertiefen.
Laufend bezieht die Bibliothek gegenwärtig rund 2.700 Zeitschriften und Periodika. Die Sammlung an naturwissenschafts- und technikgeschichtlichen Fachzeitschriften ist international als umfassend anzusehen. Der gesamte Zeitschriftenbestand, sowohl historische wie aktuell erscheinende Titel, weist über 30.000 Titel auf.
Für Arbeiten zur Naturwissenschafts- und Technikgeschichte wie auch zur Geschichte von Handwerk und Industrie steht im Deutschen Museum damit ein umfassender Bestand an Primär- und Sekundärliteratur vor Ort wie auch über Fernleihe zur Verfügung.