山西省圖書館館藏資源豐富。總藏書340多萬卷(件)，其中圖書654.38+0.69萬冊，報刊87萬冊，古籍30萬冊(件)，音像、縮微、電子圖書等文獻54萬冊(件)。館藏珍品有北宋雍熙三年刻的《北鬥星經》和偽齊福昌八年刻的《程維知論義登朝》柯文，以及明代嘉靖《陜西通誌》、《劉大鵬《再思齋日記》等珍貴的地方文獻和特色文獻。館藏數字資源35TB，包括CNKI中國知網、萬方數據資源系統、龍源電子期刊閱覽室、方正Appaby電子書、超星閱讀知識庫等大型品牌數據庫和自建山西地方特色數字資源庫。
山西圖書館擁有清華同方、萬方、方正數據庫等數字資源35TB，建設了大量書目數據庫、全文檢索數據庫和山西文化數字資源庫。通過1000兆國家政務外網、100兆中國聯通光纖、100兆中國電信光纖和衛星系統等接入互聯網。，並連接基本庫室。讀者可以方便快捷地登錄山西圖書館網、三晉文化信息網、山西圖書館少兒網閱讀查詢多媒體資源。