Современная Центральная научная библиотека является информационным подразделением ФИЦ КазНЦ РАН, сочетающим в своей работе традиционные формы и методы библиотечно-библиографического обслуживания с новыми информационными технологиями.  Деятельность ЦНБ включает в себя сопровождение научно-исследовательской деятельности, полного и оперативного библиотечного и информационно-библиографического обслуживания научных сотрудников, аспирантов и других категорий читателей ФИЦ в соответствии с информационными запросами, а также обеспечение удаленного доступа к электронным информационным ресурсам.

Приоритетными направлениями в работе библиотеки являются формирование библиотечного фонда в соответствии с научной тематикой институтов ФИЦ и информационными потребностями читателей, предоставление полной информации о составе библиотечного фонда через систему каталогов, картотек и посредством других форм библиотечного информирования.

Сотрудники ЦНБ организуют книжные выставки, осуществляют деятельность по организации и ведению справочно-библиографического аппарата и баз данных.

В ЦНБ ведется научно-исследовательская работа в области библиотековедения, библиографоведения, книговедения. Осуществляется деятельность по изучению состава фонда, описанию документов и введению их в научный оборот. Результаты исследований представляются в виде докладов на ежегодной итоговой конференции ФИЦ КазНЦ РАН и публикаций статей в научных журналах.

К услугам  читателей  — библиотечный фонд, насчитывающий свыше 270 тыс. печатных документов, соответствующих профилю научных подразделений ФИЦ, социо-гуманитарным дисциплинам на традиционных и электронных носителях, система каталогов, абонемент и  читальный зал с открытым доступом к различного типа электронным ресурсам.