تضم مكتبة التراث مجموعة كبيرة من الوثائق والمخطوطات والكتب والدوريات النادرة بعدة لغات أوروبية،  كما تعرض المواد العربية القديمة، منها المخطوطات والأطالس والصور التاريخية. ويعود تاريخ بعض أندر الكتب إلى القرن الخامس عشر  حينما بدأ ظهور الطباعة.  وفيما تضم المكتبة أكثر من مليون كتاب وما  يزيد عن 500000 كتاب إلكتروني، يُتيح نظام فرز الكتب المؤتمت في مكتبة قطر الوطنية للمستفيدين الوصول بسهولة إلى العناوين، في حين توفر مجموعة واسعة من الأنشطة والخدمات تجربة تعليمية مجتمعية متكاملة. 

تُمثل المكتبة التراثية جوهر مكتبة قطر الوطنية، وتساهم على نحو فريد في تشكيل المشهد الثقافي في قطر، حيث تضم مجموعتها المعرفية المتنامية وثائق أرشيفية وكتباً ودوريات نادرة وقيّمة بلغاتٍ أوروبية مختلفة؛ بالإضافة إلى المواد المطبوعة العربية القديمة، مثل الكتب، واليوميات، والمجلات، والصحف، والمخطوطات العربية، والخرائط، والأطالس، وخرائط الكرة الأرضية، والصور التاريخية، والمعدات والأدوات المتعلقة بالسفر. ويعود تاريخ عدد من المواد المطبوعة إلى القرن الخامس عشر، الذي تم فيه إدخال عملية الطباعة إلى أوروبا، وتعد هذه الكتب الأثرية من بين أندر الميزات وأكثرها قيمة في المجموعة المعرفية للمكتبة التراثية.

توفر مكتبة قطر الوطنية بيئة تعزز التعلم واللعب والابتكار.  ويتم توفير الأدوات والمعدات في محطات الإبداع بالمكتبة، والتي تلبي احتياجات مجموعة مذهلة من الأنشطة والاهتمامات - مثل التصوير بالفيديو والتصوير الفوتوغرافي والتصميم وتحرير الوسائط الصوتية والطباعة ثلاثية الأبعاد.  ويعزز استوديو الموسيقى والمنتجات التي تركز على العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) التعلم بالممارسة.  ومع التركيز الواضح على الحفاظ على المواد الثقافية والتاريخية المهمة، تضم مكتبة قطر الوطنية  معمل الحفظ والصيانة المخصص الذي يعمل على صيانة المواد الموجودة في المكتبة التراثية، فيما تساعد واجهات العرض المؤمنة بظروف مناخية محكمة في الحفاظ عليها.  ويقوم معمل الرقمنة برقمنة المواد الموجودة في مكتبة قطر الوطنية ومختلف المجموعات، لإتاحتها للباحثين في جميع أنحاء العالم. 

توفر مكتبة قطر الوطنية بيئة مجتمعية تساعد على التبادل الفعال للأفكار والتعلّم الجماعي. ويتم توفير الأدوات والمعدات في محطات الإبداع بالمكتبة، التي تلبي احتياجات مجموعة مذهلة من الأنشطة والاهتمامات - مثل التصوير بالفيديو والتصوير الفوتوغرافي والتصميم وتحرير الوسائط الصوتية والطباعة ثلاثية الأبعاد وغيرها الكثير. ويعزز استوديو الموسيقى والموارد التي تركز على العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) التعلم بالممارسة.  ومع التركيز الواضح على الحفاظ على المواد الثقافية والتاريخية المهمة، تضم مكتبة قطر الوطنية معمل الحفظ والصيانة المخصص الذي يعمل على صيانة المواد الموجودة في المكتبة التراثية، فيما تساعد واجهات العرض المؤمنة بظروف مناخية محكمة في الحفاظ عليها.  ويقوم معمل الرقمنة بقيادة عملية التحول الرقمي للمواد الموجودة في مكتبة قطر الوطنية ومختلف المجموعات المعرفية، لإتاحتها للباحثين في جميع أنحاء العالم. 

يقع المبنى الحديث لمكتبة قطر الوطنية في قلب المدينة التعليمية. وعلى عكس أي مكان آخر في قطر، تضم المدينة التعليمية فروعاً لبعض الجامعات التعليمية الرائدة في العالم، كما تشمل جامعة بحثية محلية، وحاضنات لمساعدة الشركات الناشئة، ومراكز تكنولوجيا، ومواقع تراثية، ومؤسسات ثقافية، وغير ذلك الكثير.