对数字图书馆目前还没有一个统一的、公认的定义。一些组织和研究者从各自的角度出发，提出了自己的看法。例如，美国信息基础设施技术和应用工作组于1993年提出，数字图书馆是这样一个系统：它能使用户持续不断地访问内容浩杂的信息和知识库而获得资料。加利福尼亚大学伯克利分校的电子图书馆项目组于1994年认为，数字图书馆是一个虚拟图书馆，即将数以千计的电子图书馆通过网络连接起来，这种连接对用户是不透明的，用户只看到一个包罗万象的图书馆。传统图书馆所提供的资源服务主要包括：图书、期刊杂志、新闻报纸、参考书目、影音数据以及数据检索等。网上数字图书馆也提供相同的信息服务，并更高程度地实现传统图书馆的功能。
网上数字图书馆提供的服务主要有以下几种：
电子书柜。所谓“电子书柜”，相当于传统图书馆中“书架上的图书”，你可以用网络浏览的方式，根据你的阅读兴趣，任意选择你所需要的图书。
电子期刊杂志和电子出版物。它的数据更新较快，你可以利用网络随时查阅到最新的相关信息。
电子报纸和即时新闻。电子报纸是非常重要的新闻来源，在网上图书馆你可以看到许多电子报纸和即时新闻。
数据库查询系统。你可以选择某一特定的数据库，输入关键词或主题词语，便可查询到你需要的特定资料或数据。
与传统图书馆相比，数字图书馆有着更为突出的优势。
数字图书馆能完成搜索信息资源的任务。数字图书馆中资料的形式多种多样，如文本、图像、声音、动画等，分布在全国甚至世界各地。这是一个分布式的多媒体的信息资源库。数字图书馆能完成对资料的组织和整理工作。通过有效的整理和组织，更好地适应当今信息的快速变化。
数字图书馆能给用户提供更方便、快捷、准确的资料查询工具。这种工具既可以用来全文检索，也可利用某一关键词（如书名、著者、出版社、出版时间）查询，还能针对声音和图像进行基于内容的搜索。查询结果的显示形式可以使用多媒体、文本、声音、图像等。
图书馆实现了真正意义上的信息共享，极大地方便了用户。
20世纪90年代以来，许多发达国家和地区的图书馆，在政府的大力支持和资金投入下，开展数字图书馆的研究和建设，取得了丰硕的成果。
1993年，美国国家科学基金会、国防部高级研究计划管理局和国家航空航天局共同投资一亿多美元，倡议发起数字图书馆工程。它涵盖了大规模的文献库、影像库、地理图像、声像资源库。这项工程历时四年，已告完成。在此基础上，于1998年又投巨资开始了第二期工程。
日本投资四亿美元，由日本国会图书馆、日本邮政省支持的宽带ISDN网络协会牵头，于2002年完成日本国会图书馆关西馆工程，使其成为日本最大的数字图书馆及亚洲地区的文献中心。
近年来，我国也积极筹备和启动数字图书馆工作。1995年，文化部把“中国实验型数字化图书馆”作为国家重点科技项目，由国家图书馆（原北京图书馆）、上海图书馆、南京图书馆、深圳图书馆、中山图书馆和辽宁图书馆联合进行研究与开发。
1997年5月，国家教育部正式成立“211工程”高等教育文献保障系统CALIS项目建设领导小组和项目管理中心。这一系统的总目标是：“在‘九五’期间，建成以‘中国教育与科研计算机网’为依托的网上信息资源共享体系，使信息资源网——通信网协调发展，真正为高校的教学、科研人员营造一个与国际接轨的信息网络环境，为‘211工程’院校和其他院校提供丰富的文献信息资源、先进的技术手段和便利的服务体系。”CALIS计划建设“全国中心——地区中心——高校图书馆”三级保障网络环境，即建设一个CALIS全国管理中心、四个全国文献信息中心、七个地区文献信息中心以及以“211工程”立项高校为主体的一批高校现代化图书馆。CALIS全国管理中心设在北京大学。
中国数字图书馆工程筹备小组由文化部牵头，于1998年8月25日成立。该工程将建立超大规模的、可以跨库检索的中文海量数据库及其信息服务体系，为继承和发扬中华民族的优秀文化创造有利环境，中文网络的发展有力地挑战了西方的文化霸权。
1999年5月，国家863计划智能计算机主题组成立了中国数字图书馆发展战略研究组，专门对数字图书馆的技术、管理、运营、法律等问题进行研究，以便在此基础上全面把握，实施中国数字图书馆工程。当年11月12日，863项目组与北京首都图书馆进行数字图书馆示范工程的签约，表明此项工程已进入实施阶段。
目前，真正意义上的数字图书馆在中国还没有出现。但是，不少省市、院校的图书馆已走上因特网，纷纷建立自己的网站，为读者提供全新的服务。其中，国家图书馆和上海图书馆已向数字图书馆方向迈开了很大的步伐。
中国国家图书馆，是世界十大图书馆之一。它的前身是兴建于1909年9月的京师图书馆；1928年7月，更名为国立北京图书馆；1929年8月与北京北海图书馆合并，仍名国立北京图书馆；1950年3月，更名为国立北平图书馆；1951年6月，更名为北京图书馆；1987年，北京图书馆新馆落成；1998年12月，更名为国家图书馆。历经90年沧桑的国家图书馆，和我们一起走进信息时代。
国家图书馆的借阅，现已全部实现了计算机操作。图书馆中有一个全国最大的电子阅览室，拥有涵盖社会科学、自然科学等方面的数据库和电子出版物。
国家图书馆的馆域网采用的是千兆以太网，这在全国还是第一家。因此，馆内的数据传输流量大、速度快，查阅资料和多媒体信息方便而快捷。
国家图书馆很早就在Internet上建立了自己的网站www.nlc.gov.cn，并已与中南海、国务院办公厅实现100M速率网络的连接，而且通过北京有线电视网与北京大学、清华大学、中科院等单位实现了100M速率的专线连接，还分别与科研网、中国科技网及北京有线电视网、国家广播电影电视总局全国有线电视网等实现了高速互联，通过中国广电总局网络中心与其他省市用1000M宽带网进行沟通。
目前，国家图书馆已经开通了中文图书网上预订外借服务，读者不需要亲自到图书馆去，完全可以利用身边的任何一台能联上Internet的计算机，随意查询并借阅。
国家图书馆的在线图书馆也已经开通。早在1998年7月，国家图书馆就开始提供网上阅览功能，只要你联上Internet，就可以下载一个叫“超星图书浏览器”的软件，然后通过它阅读在线图书馆的藏书。现在上网的图书资料，内容丰富，范围广泛。其中有文学、哲学、计算机、医学、军事、历史以及新书等11个远程虚拟图书馆。在线图书馆到2000年年底，提供3000万页共15万本图书供网上阅读。
与此同时，国家图书馆加快文献数字化的进程，于1999年3月成立“国家图书馆文献数字化中心”，目前已有书目型数据库、题录型数据库和全文型数据库三大类，共计600G存储量的信息上网为读者服务。仅1999年年初，月访问量就已超过600万人次。国家图书馆已初步成为我国网上信息资源的中心枢纽。
现在，国家图书馆已建立了数字图书馆的实验环境，同时，对数字图书馆的相关标准、规范和技术取得了第一手的实践经验，各个工程都在进行中。上海图书馆也在尝试提供图书馆网上服务，除了信息查阅、网上读书等传统图书馆的服务延伸之外，还进行原文直接获取、委托代理进行咨询研究等信息服务。
上海图书馆数字图书馆工程非常浩大，计划推出“上海图典”、“上海文典”、“古籍善本”、“民国图书”、“中国报刊”等九大系列。
尤其值得一提的是，堪称全国古籍善本珍藏半壁江山的上海图书馆，藏有170941册古籍善本书，自1997年11月正式启动的“中国古籍善本查阅系统”，使长期“养在深闺”的古籍珍品走到了人们身边。上海图书馆目前已将20种19794页国内外罕见的珍品放上了因特网。其中包括宋代刻本17种，元代刻本一种和稿本两种。书目有《周髀算经》、《文心雕龙》、《杜工部集》、《资治通鉴》等等。读者通过上海图书馆的网址www.libnet.sh.cn进入，点击“上图数字图书馆”或者直接进入www.digilib.sh.cn网址就可以浏览。